Проектирование Контактных осветлителей

Площадка очистных сооружений оборудуется системой хозяйственно-питьевого  водопровода, обеспечивающей подачу воды питьевого качества к административно-бытовому корпусу, воздуходувной станции и на технические нужды хлораторной (от здания воздуходувной). Подача питьевой воды на очистные сооружения осуществляется от городского водопровода.

Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды рассчитан в соответствии со СНиП 2.04.01-85 и составляет: , , .

Хозяйственно-бытовые  сточные воды от административно-бытового корпуса и воздуходувной в  количестве 1,3 1м^э/сут. поступают в дренажную насосную станцию, и далее перекачиваются (вместе с внутриплощадочными производственными стоками: дренажные воды иловых площадок, иловая вода илоуплотнителей, фильтрат от песковых бункеров) в приемную камеру очистных сооружений. Общий объем сточных вод 7,75м³/ч. Насосная станция оборудуется двумя насосами (1 рабочий и 1 резервный) погружными насосами GRUNDFOS типа SEG 40.09.2.50B производительностью 7,85м³ при напоре 8,7м (N=1,4 кВт).

Территория очистной станции должна быть ограждена забором высотой 1.2м.

При разработке генплана руководствовались  следующими положениями:

- сооружения должны располагаются  компактно, расстояние между одноименными сооружениями 3 –  5м, разноименными 5 – 10м;

- расположение очистных сооружений  должно обеспечивать самотечный  режим движения воды и осадков  по сооружениям;

- объемы земляных выемок и  насыпей должны балансироваться;

- к каждому сооружению должны быть обеспечены свободный подъезд транспорта, при этом ширина проезжей части должна быть не менее 3.5м.

 

Перечень зданий и  сооружений и их размеры:

Приемная камера 1,4х3,8х1,5м

Здание решеток 3,8х5,0м

Песколовки с круговым движением  воды 2шт. d=4,0м

Помещение песковых бункеров

Аэротенки-отстойники 6шт. 6,0х30,0м

Административный корпус 12,0х21,0м

Контактный резервуар 2 шт. 15,0х22, 5м

Илоуплотнители 2 шт. d=2,0м

Иловые площадки 4 шт. 16,0х34,0м

Площадка для складирования  кека 10,5х21,5м

Воздуходувная станция

Канализационная насосная станция d=1,5м

 

2. Высотная схема очистных сооружений.

 

Для определения взаимного высотного  расположения отдельных сооружений очистной станции одновременно с составлением генплана составляются профили движения воды и осадка.

 

Профиль "по воде"

Сточные воды по очистным сооружениям  должны проходить самотеком, поэтому  отметка поверхности воды в приемной камере должна превышать отметку воды в водоеме при высоком горизонте на величину всех потерь напора по пути движения воды по сооружениям плюс 1-1,5м с учетом запаса.

Высотное расположение отдельных  сооружений определяет объем земляных работ. Сооружения большой высоты (вертикальные отстойники) целесообразно располагать на половину выше уровня земли.

Профиль представляет собой развернутый разрез по сооружениям, сделанный по самому длинному пути от приемной камеры до выпуска в водоем. Расчетные участки предварительно намечаются на генплане, а затем переносятся на профиль.

Отметка уровня воды в последующем  сооружении вычисляется как отметка уровня в предыдущем сооружении за вычетом сумм потерь напора на участке между этими сооружениями. Потери напора складываются:

где - потери на трение при движении сточной воды по трубам или лоткам

-потери через водослив на  выходе и входе в канала  и трубопроводы

- потери в сооружении

Для предварительных расчетов потери напора могут приниматься следующие:

в решетках 5-20 см

в песколовках 10-20 см

в вертикальных отстойниках 40-50 см

в аэротенках 25-50см

в контактных резервуарах 20-60 см

При составлении профилей следует  руководствоваться следующими положениями:

- распределение и транспортирование  сточных вод и осадков по  отдельным сооружениям станции аэрации следует производить по открытым железобетонным лоткам прямоугольного сечения или по трубопроводам при подводе, отводе и отстаивании;

- расчет подводящего и отводящего  каналов магистральных и к  отдельным сооружениям должен производиться по максимальному секундному расходу сточных вод с коэффициентом 1.4, учитывающим возможность перегрузки сооружений.

Рекомендуются следующие скорости движения сточных вод:

V=0.9 – 1.0 м/с – для воды прошедшей  решетки;

V=0.75 – 1.0 м/с – для воды  прошедшей песколовки;

V=0.5 – 1.0 м/с – для биологически очищенной воды.

Наивыгоднейшим сечением прямоугольного канала, в соответствии с требованиями гидравлики является такое, при котором  ширина в 1.5 – 2 раза больше расчетного наполнения канала. Строительную глубину  принимают больше расчетного наполнения на 0.2 – 0.3м при ширине канала до 1м и на 0.3 – 0.4м при ширине канала более 1м.

На станциях аэрации канал между  аэраторами и вторичными отстойниками должен рассчитываться на сумму расчетного расхода сточных вод и циркулируещего активного ила.

На профилях должны быть показаны отметки уровня воды, отметки лотков труб или каналов, а также отметки естественной и спланированной поверхности земли. При этом отметки планировки принимаются на 0.3 – 0.7м ниже бортов канала этих сооружений.

 

6. Строительные конструкции 
   

1. Техническая характеристика сооружения 
   

В данном разделе к разработке принят аэротенк-отстойник, предназначенный для биологической очистки сточных вод в режиме продленной аэрации, поступающих от сооружений механической очистки. Строительство аэротенков производится на площадках с сухими грунтами. Грунты и грунтовые воды не агрессивны по отношению к железобетону.

Параметры одной секции аэротенка: В=6м, L=24м, Н=5,1м. Принято два трех секционных аэротенка-отстойника, с размерами  в плане: В=24м, L=18м. Аэротенк заглубляется в землю, но не полностью - 0,7м возвышается над землей. Сооружение открытое с поперечными связями (балки-распорки). Грунт в месте заглубления – плотностью 16кН/м³.

Уровень грунтовых вод ниже дна  днища. Днище резервуара выполнятся из монолитного железобетона, которое бетонируется на подготовку толщиной t=16см. Толщина днища –16см.

Стены запроектированы из сборных  плоских стеновых панелей блочного типа. Стыки между стеновыми панелями замоноличиваются бетоном. Внизу стеновые панели заделываются в паз монолитного днища, вверху соединяются балками-распорками. Угловые сопряжения стен – из монолитного железобетона. Они устаиваются непосредственно на рабочем месте, сооружая опалубку, производя армирование и бетонирование. Размеры стеновых панелей принимаем исходя из размеров аэротенка.

В месте строительства данных канализационных  сооружений преобладает умеренный климат, с умеренными температурами воздуха, как летом, так и зимой, поэтому специальных работ связанных с климатическими условиями производить не требуется.

2. Расчет стенки сборного железобетонного прямоугольного в плане аэротенка 
   

Сборные железобетонные стеновые панели выполняются толщиной t=250мм. Номинальная ширина стеновых панелей 3м, конструктивная – 2,8 м. Стыки: прямые шириной 200 мм замоноличиваются бетоном класса С30/37. Предусмотрена заделка панелей внизу в пазах днища (жесткое защемление), вверху соединяются балками-распорками на сварке (шарнирно-подвижное защемление). Н=4800мм.

Расчет производится для двух случаев:

- в период гидравлического испытания от гидростатического испытания жидкости при отсутствии обваловывания грунтом;

- в период  эксплуатации на давление грунта  обваловыния при отсутствии давления жидкости (опорожненное состояние – ремонт, профилактика и т.д.).

Стеновая панель рассчитывается по балочной схеме с жесткой заделкой внизу и шарнирно-неподвижным опиранием вверху. Расчетная ширина такой балки принимается 1м (сечение I-I рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 Расчетная схема стеновой панели

1. Определение расчетных нагрузок

 

1. Аэротенк  находится в стадии испытания.

Нагрузки  от гидравлического давления воды на уровне заделки стеновых панелей в паз монолитного днища (рисунок 6.1):

где - коэффициент надежности по нагрузке;

- плотность воды, кН/м³;

– расчетная высота стеновой панели (рисунок 6.2)

Рисунок 6.2 Эпюра нагрузки от гидравлического давления воды

 

2. Аэротенк находится в стадии  эксплуатации (случай ненаполненного  жидкостью аэротенка).

Величина бокового давления грунта возрастает с увеличением глубины  по линейному закону.

,

где - высота балки, ;

- временная нагрузка, м.

Временную нагрузку на поверхности 10 кН/м² ( для такой расчетной схемы стеновой панели) заменяем эквивалентным слоем грунта. Плотность грунта .

.

Рисунок 6.3 Эпюра нагрузки в эксплуатационной стадии

 

Расчетная высота до верха стенки:

Расчетное боковое давление грунта по верху стенки:

где - расчетное давление на глубине от поверхности;

- коэффициент надежности по  нагрузке;

- коэффициент связности грунта, ;

угол внутреннего трения грунта, .

Нагрузка от давления грунта с учетом обваловывания на уровне заделки  стеновой панели (сечение I-I)

где - расчетное давление на глубине от поверхности;

2. Определение максимальных изгибающих моментов в расчетных сечениях по высоте стеновой панели 
   

1. Для аэротенка в стадии испытания (от давления жидкости – расчетное сечение у защемления I-I).

Рисунок 6.4 Эпюра нагрузки стадии испытания от давления жидкости

 

Опорный момент в защемлении:

Пролетный момент:

Расчетное сечение, в котором действует пролетный момент:

2. Для аэротенка в стадии эксплуатации (от давления грунта):

Рисунок 6.5 Эпюра нагрузки стадии испытания от давления грунта

 

Суммарные расчетные моменты:

Этот момент действует в сечении на расстоянии:

.

Подбор  сечения вертикальной рабочей арматуры ввиду небольшого различия между величинами пролетных вертикальных и опорных изгибающих моментов для двух случаев загружения стенки (водой и грунтом) принимаем симметричное армирование, и расчет производим по максимальным моментам из двух случаев загружения:

Расчетная ширина условной балки – полосы стеновой панели шириной b=1м и толщиной 250мм (толщина стеновой панели рисунок 6.6).

d=250-30=220мм

класс бетона С25/30 с

класс арматуры S400 с

Расчет производится для прямоугольного сечения шириной  1м с одинарным армированием.

Рисунок 6.6 Сечение стеновой панели

 

Требуемое количество стержней:

Принимаем 5ø12 S400 c (шаг S=200мм) сетка С-1 (плоская сварная).

В опорном сечении:

Так как в опорном сечении стоит вертикальная арматура пролетного момента с , то дополнительно требуется

Принимаем 6ø12 S400 c (шаг S=150мм). Дополнительная сетка С-2.

Устанавливаем симметрично с двух сторон сечения стеновой панели.

 точки теоретического отрыва  вертикальных стержней С-2, где они не нужны по расчету. За точкой теоретического отрыва необходимо их завести на длину зоны анкеровки ³20 верхних стержней, т.е. 20х12=240. Тогда длина вертикальных стержней (поз.3 С-2) равна: 2,2+0,24=2,44м (2440мм).

7. Техника и технология строительно-монтажных работ 
   

1. Состав работ и технологическая последовательность их выполнения при укладке канализационного напорного трубопровода из стальных электросварных труб диаметром 250мм протяженностью 500м 
   

1 Разработка и перемещение растительного  грунта бульдозером

2 Разработка грунта экскаватором  навымет

3 Укладка трубопровода

4 Устройство колодцев из монолитного бетона

4.1 Установка деревянной опалубки

4.2 Установка и вязка арматуры  из отдельных стержней

4.3. Укладка бетонной смеси

4.4 Разборка опалубки

4.5 Укладка железобетонных плит  перекрытия

4.6 Установка люков

5 Присыпка траншеи экскаватором

6 Предварительное гидравлическое  испытание

7 Засыпка траншеи бульдозером

8 Уплотнение грунта

9 Окончательное гидравлическое  испытание

10 Рекультивация растительного  грунта.

 

2. Определение размеров и объемов грунта траншеи 
   

Геологические условия данной местности: грунт растительный без корней и примесей толщиной 0,15м и плотностью r = 1200кг/м³ - I группы для всех машин; песок без примесей плотностью r = 1600кг/м³ - I группы для одноковшового экскаватора и II группы для бульдозера.

Рисунок 7.1 Схема для определения размеров траншеи

 

Минимальная глубина траншеи: ,

где d_н – наружный диаметр трубы, м;

h_рг - высота растительного грунта, м.

Тогда

Способ укладки трубопровода –  плетями в две нитки. По СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения. Основания и фундаменты» в зависимости от типа и диаметра прокладываемых труб, способа их укладки ширина траншеи по дну по таблице 39.1 [7]: