Пример расчета очистки сточных вод
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2013 в 20:43, научная работа
Описание работы
среднегодовых и максимальных суточных объемов поверхностного стока (дождевого, тало-
го и поливо-моечного), используемых при расчете нормативов ПДС и аккумулирующих ре-
зервуаров;
расчетных расходов дождевых и талых вод в коллекторах дождевой канализации;
расчетных расходов поверхностных сточных вод при отведении на очистку и в водные объ-
екты.
Содержание работы
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
….……………………….…………………….....
….. 2
2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА.………………………………………………………… …...
2
2.1.Определение среднегодовых объемов поверхностных сточных вод….….. 2
2.2.Определение расчѐтных объѐмов поверхностных сточных вод
при отведении их на очистку……………………..……….…………….. ….. 3
2.3.Определение расчетных расходов дождевых и талых вод
в коллекторах дождевой канализации……….………..……………..… ….. 4
3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТОЧНЫХ
ВОД ПРИ ОТВЕДЕНИИ НА ОЧИСТКУ И В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ………………. …….
6
3.1.Определение расчетного расхода поверхностных сточных вод
при выпуске в водные объекты..............................................................…….
6
3.2.Определение расчетного расхода поверхностных сточных вод
при отведении на очистку……………………………………………... ….
7
4.
МЕТОДЫ РАСЧЁТА СХЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ
СТОЧНЫХ ВОД.…………………………………………………………………………
.
……
9
4.1.Схема регулирования расхода дождевых сточных вод по объѐму…… .…. 9
4.2.Схема регулирования расхода дождевых сточных вод
по расходу и объѐму…………………………………………………
.…. 10
5.
ПЕРЕКАЧКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА………………………………….…..
….. 12
5.1.Перекачка незарегулированного дождевого стока…………………….. .…. 12
5.2.Перекачка очищаемой части зарегулированного по расходу
дождевого стока………………………………………………………... ….. 13
5.3.Перекачка избыточной части зарегулированного по объѐму
дождевого стока………………………………………………………... ….. 13
5.4.Перекачка избыточной части зарегулированного по расходу
дождевого стока………………………………………………………... ….. 14
Файлы: 1 файл
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОМУ ХОЗЯЙСТВУ
(РОССТРОЙ)
ФГУП «НИИ ВОДГЕО»
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РАСЧЕТУ СИСТЕМ СБОРА, ОТВЕДЕНИЯ И ОЧИСТКИ ПОВЕРХНО-
СТНОГО СТОКА С СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЙ,
ПЛОЩАДОК ПРЕДПРИЯТИЙ
И ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСЛОВИЙ ВЫПУСКА
ЕГО В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ
ПРИМЕР РАСЧЁТА
КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТНОГО
СТОКА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ СБОРА, ОЧИСТКИ
И ОТВЕДЕНИЯ В ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ
Москва − 2006
2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
1.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
….……………………….…………………….....
….. 2
2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА.………………………………………………………… …...
2
2.1.Определение среднегодовых объемов поверхностных сточных вод….….. 2
2.2.Определение расчѐтных объѐмов поверхностных сточных вод
при отведении их на очистку……………………..……….…………….. ….. 3
2.3.Определение расчетных расходов дождевых и талых вод
в коллекторах дождевой канализации……….………..……………..… ….. 4
3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СТОЧНЫХ
ВОД ПРИ ОТВЕДЕНИИ НА ОЧИСТКУ И В ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ………………. …….
6
3.1.Определение расчетного расхода поверхностных сточных вод
при выпуске в водные объекты..............................................................…….
6
3.2.Определение расчетного расхода поверхностных сточных вод
при отведении на очистку……………………………………………... ….
7
4.
МЕТОДЫ РАСЧЁТА СХЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ
СТОЧНЫХ ВОД.…………………………………………………………………………
.
……
9
4.1.Схема регулирования расхода дождевых сточных вод по объѐму…… .…. 9
4.2.Схема регулирования расхода дождевых сточных вод
по расходу и объѐму…………………………………………………
.…. 10
5.
ПЕРЕКАЧКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА………………………………….…..
….. 12
5.1.Перекачка незарегулированного дождевого стока…………………….. .…. 12
5.2.Перекачка очищаемой части зарегулированного по расходу
дождевого стока………………………………………………………... ….. 13
5.3.Перекачка избыточной части зарегулированного по объѐму
дождевого стока………………………………………………………... ….. 13
5.4.Перекачка избыточной части зарегулированного по расходу
дождевого стока………………………………………………………... ….. 14
3
1. Исходные данные
1. Предприятие – завод по производству лекарственных препаратов расположен в
г. Москве.
2. Поверхностный сток отводится с территории водосбора площадью 3,90 га,
в том числе:
- с кровель зданий –1,06 га;
- с асфальтированных покрытий и дорог – 1,39 га;
- с газонов –1,45 га.
3. Отведение сточных вод осуществляется в водный объект рыбохозяйственного
назначения 2-ой категории.
2. Определение количественных характеристик поверхностного стока
Определение количественных характеристик поверхностного стока с территории
водосбора заключается в определении:
среднегодовых и максимальных суточных объемов поверхностного стока (дождевого, тало-
го и поливо-моечного), используемых при расчете нормативов ПДС и аккумулирующих ре-
зервуаров;
расчетных расходов дождевых и талых вод в коллекторах дождевой канализации;
расчетных расходов поверхностных сточных вод при отведении на очистку и в водные объ-
екты.
2.1. Определение среднегодовых объемов поверхностных сточных вод
Годовой объем поверхностных сточных вод, образующихся на территории водосбора,
определяется как сумма поверхностного стока за теплый (апрель-октябрь) и холодный (ноябрь-
март) периоды года с общей площади водосбора объекта по формуле (4) рекомендаций:
W
Г
= W
Д
+ W
Т
+ W
М
где W
Д
, W
Т
и W
М
- среднегодовой объем дождевых, талых и поливо-моечных вод, в м
3
.
Среднегодовой объем дождевых (W
Д
) и талых (W
Т
) вод, в м
3
, определяется по форму-
лам (5) и (6) п. 5.1.2 рекомендаций:
W
Д
= 10×h
Д
×
Д
×F = 10×443×0,4684×3,90 = 8092,55 м
3
/год (или 38,5 м
3
/сут)
W
Т
= 10×h
Т
×
Т
×F = 10×201×0,700×3,90 = 5487,3 м
3
/год (или 783,9 м
3
/сут)
где F
-
расчетная площадь стока, в га;
h
Д
-
слой осадков за теплый период года, h
Д
= 443 мм (определяется по
таблице 2 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»);
h
Т
-
слой осадков за холодный период года, h
Т
=201 мм (определяется по
таблице 1 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»);
Д
и
Т
- общий коэффициент стока дождевых и талых вод соответственно;
определяется как средневзвешенная величина согласно указаниям п.п.
5.1.3 - 5.1.5 рекомендаций.
4
Расчет общего коэффициента стока дождевых вод (
Д
)
Вид поверхности или
площади водосбора
Площадь,
F
i
, га
Доля покрытия от
общей
площади
стока, F
i
/ F
Коэффициент
стока, Ψ
i
F
i
Ψ
i
/ F
Кровли зданий и сооружений
1,06
0,2718
0,8
0,2174
Асфальтовые покрытия и дороги
1,39
0,3564
0,6
0,2138
Открытые грунтовые
площадки
0,0
0,00
0,2
0,0
Зеленые насаждения и газоны
1,45
0,3718
0,1
0,0372
Σ F
i
= 3,90
Σ =1,00
Д
=
0,4684
Общий годовой объем поливо-моечных вод (W
М
), в м
3
, стекающих с площади водо-
сбора определяется по формуле (7) п. 5.1.6. рекомендаций:
W
М
= 10×m×k×F
М
×
М
= 10×1,5×150×0,5×1,39 = 1564 м
3
/год
где т - удельный расход воды на 1 мойку дорожных покрытий; при механизирован
ной уборке территории принимается 1,2 -1,5 л/м
2
, ручной - 0,5 л/м
2
;
М
- коэффициент стока для поливо-моечных вод; принимается равным 0,5;
k - среднее количество моек в году составляет 100 - 150;
F
М
- площадь твердых покрытий, подвергающихся мойке, га.
Тогда средний годовой объем поверхностных сточных вод с территории предприятия
составляет:
W
Г
= W
Д
+ W
Т
+ W
М
= 8092,6 + 5487,3 + 1564 = 15143,85 м
3
/год
2.2. Определение расчётных объёмов поверхностных сточных
вод при отведении их на очистку
Объём дождевого стока от расчётного дождя (W
оч
,) в м
3
, отводимого на очистные
сооружения с территории завода, определяется по формуле (8) п. 5.2.1 рекомендаций:
W
оч
= 10×h
а
×F×Ψ
Д
, м
3
где: h
а
- максимальный слой осадков за дождь, в мм, сток от которого подвергает-
ся очистке в полном объѐме;
Ψ
Д
F
средний коэффициент стока для расчетного дождя, Ψ
Д
=0,634 (определя-
ется как средневзвешенная величина по данным табл.11, п. 5.3.8);
общая площадь стока, F = 3,90 га.
Так как завод по производству лекарственных препаратов по степени загрязнѐнности
поверхностного стока относится к промпредприятиям первой группы, величина h
а
определяется
в соответствии с п. 5.2.2 рекомендаций при помощи соответствующей функции распределения
вероятности (ФРВ) суточного слоя жидких осадков для данной местности в период с положи-
тельными среднемесячными температурами воздуха и периодом однократного превышения
расчѐтной интенсивности Р = 0,05 - 0,1 года.
Для г. Москвы величина h
а
для дождей с периодом однократного превышения Р = 0,075
года составляет 6,50 мм (расчет см. Приложение 5 рекомендаций).
Таким образом
W
оч
= 10×6,5×3,90×0,634 = 160,7 м
3
5
Максимальный суточный объём талых вод (W
т сут
), отводимых на очистные сооруже-
ния предприятия в середине периода снеготаяния, определяется по формуле (10) п. 5.2.6 реко-
мендаций:
W
т.сут
= 10×
Т
×К
У
×F×h
с
= 10×0,7×0,372×3,90×20 = 203,1 м
3
/сут.
где
Т
- общий коэффициент стока талых вод, принимается 0,7 (см. п.5.1.5);
F
- общая площадь стока, 3,90 га;
К
У
- коэффициент, учитывающий частичный вывоз и уборку снега, определя-
ется по формуле К
У
= 1 F
У
/F = 1- 2,45/3,9 = 0,372;
где F
У
– площадь, очищаемая от снега (включая площадь кровель, обору-
дованных внутренними водостоками);
h
С
- слой талых вод за 10 дневных часов,принимается 20 мм (определяются
по карте районирования снегового стока Приложения 1).
2.3. Определение расчетных расходов дождевых и талых вод
в коллекторах дождевой канализации
2.3.1. Расчетный расход дождевых вод
Расходы дождевых вод в коллекторах дождевой канализации, отводящих сточные во-
ды с территории предприятия, следует определять по методу предельных интенсивностей, со-
гласно указаниям раздела 5.3 рекомендаций:
- при постоянном коэффициенте стока (
mid
) по формуле (12)
Q
r
=
mid
×A × F / t
r
n
= 0,634 × 671,12 × 3,9 /10
0,71
= 323,535 л/с
- при переменном коэффициенте стока (
mid
) по формуле (20)
Q
r
= z
mid
×A
1,.2
× F / t
r
1,.2n - 0,1
= 0,201 × 671,12
1,2
× 3,9/10
1,2×0,71-0,1
= 342,3 л/с
где
z
mid
- среднее значение коэффициента, характеризующего вид поверхности
бассейна водосбора (коэффициент покрова); определяется как средневзве-
шенная величина в зависимости от коэффициентов
z
для различных
видов поверхностей по таблицам 11 и 12 рекомендаций или по таблицам
СНиП 2.04.03-85;
mid
-
средний постоянный коэффициент стока, определяется как средне-
взвешенная величина в зависимости от значения для различных
видов поверхности по таблице 11 рекомендаций или по СНиП 2.04.03-85;
q -
расчетная интенсивность дождя для данной местности продолжительно-
стью 20 мин при Р=1 год; q =80 л/с с 1 га - определяется по данным Приложе-
ния 2 к рекомендациям или по рис.1 СНиП 2.04.03-85;
A и n - параметры, характеризующие интенсивность и продолжительность
дождя для конкретной местности определяются по п. 5.3.2 рекомендаций или
по 2.12 СНиП 2.04.03-85
;
F
- расчетная площадь стока (водосбора), 3,90га;
t
r
- расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности
протекания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного
участка, определяется согласно по п. 5.3.5 рекомендаций или п. 2.15
СНиП 2.04.03-85.
А = q
20
×20
n
×(1+ lg P/lg m
r
)
γ
= 8×20
0,71
×(1+ lg 1,0 /lg 150)
1,54
= 671,15
6
где q
20
- интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин
при Р=1 год; q
20
= 80 л/с с га принимается по чертежу Приложения 2 рекомен-
даций или СНиП;
n - показатель степени, n= 0,71 по таблице Приложения 3 рекомендаций;
m
r
- среднее количество дождей за год, m
r =
150 - по таблице Приложения 3 рекомен-
даций или СНиП;
Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, в годах,
принимаемый равным 1,0 года по таблице 8 п. 5.3.3 рекомендаций или СНиП;
γ - показатель степени, принимается равным 1,54 по таблице Приложения 3 реко-
мендаций или СНиП.
Определение средневзвешенного значения постоянного коэффициента стока (
mid
)
Поверхность
бассейна стока
Площадь,
F, га
Доля покрытия от
общей площади
стока,
a
Постоянный
коэффициент
стока,
i
a×
i
Кровли зданий и
асфальтовые покрытия
2,45
0,628
0,95
0,5966
Открытые грунтовые
площадки
0
0
0,2
0
Зеленые насаждения и
газоны
1,45
0,372
0,1
0,0372
Итого
3,90
1,00
-
mid
= 0,634
Определение средневзвешенного значения коэффициента покрытия (Z
mid
)
Поверхность
бассейна стока
Площадь,
F, га
Доля покрытия от
общей площади
стока,
a
Коэффициент
покрытия,
i
a×Z
i
Кровли зданий и
асфальтовые покрытия
2,45
0,628
0,297
0,1865
Открытые грунтовые
площадки
0
0
0,064
0
Зеленые насаждения и
газоны
1,45
0,372
0,038
0,014
Итого:
3,90
1,00
-
Z
mid
= 0,201
Расчетная продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам
t
r
определяется по формуле (15) п. 5.3.5 рекомендаций или по СНиП 2.04.03-85:
t
r
= t
con
+ t
can
+ t
p
= 3 + 0 + 7 = 10 мин.
где
t
con
- продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка
(время поверхностной концентрации), принимается 3 мин;
t
can
- продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам
до дождеприемника, в данном случае принимается равной 0;
t
p
- продолжительность протекания дождевых вод по трубам до
рассматриваемого сечения, определяется по формуле (17) рекомендаций:
t
p
= 0.017× l
р
/ v
р
= 0,017 × (68/0,7+133/1,0+277/1,5) = 7,0 мин.
где
l
p
- длина расчетных участков дождевой сети, в м;
v
р
- расчетная скорость течения на участках, принимается на основании
гидравлического расчета сети.
7
Подставив все полученные значения в формулы для определения расчетного расхода
дождевых вод Q
r
получим, что в первом случае, при расчете по формуле (12) при постоянном
коэффициенте стока, расход составит 323,5 л/с, во втором при расчете с переменным коэффи-
циентом стока по формуле (20) – 342,3 л/с.
Из данного примера следует, что расхождение в расходах дождевых вод в коллекторах
дождевой канализации, рассчитанных при постоянных и переменных коэффициентах стока, со-
ставляет не более 5,5%. Поэтому для упрощения расчетов, когда площадь водонепроницаемых
поверхностей объекта составляет более 30-40% от общей площади водосборного бассейна (в
данном примере 63%), можно пользоваться формулой (12) рекомендаций.
Расчетный расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей следует
определять по формуле (13) п. 5.3.1 рекомендаций:
Q
cal
= × Q
r
= 0,65×342,3 = 222,5 л/с
где - коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент
возникновения напорного режима, определяется по таблице 6 рекомендаций.
2.3.2. Расчетный расход талых вод
Расчетный расход талых вод в момент наибольшей интенсивности снеготаяния (в 2
часа дня в период весеннего снеготаяния), определяется по формуле (21) рекомендаций:
Q
т.макс
= 5,5×
Т
×К
У
×F×h
с
/(10+Т
т
) = 5,5×0,7×0,372×3,90×20/(10+0,17) = 10,9 л/с
где:
10
- продолжительность процесса интенсивного снеготаяния в течение суток, час;
Т
т
- продолжительность стекания талой воды от геометрического центра до расчѐт-
ного створа, ч.
3. Определение расчетных расходов поверхностных сточных
вод при отведении на очистку и в водные объекты
3.1. Определение расчетного расхода поверхностных сточных вод
при выпуске в водные объекты
Расчетный расход поверхностных сточных вод (Q
СТ
), в м
3
/с, необходимый для опре-
деления кратности разбавления (n) при выпуске их в водный объект, принимается равным мак-
симальному зарегулированному расходу сточных вод после очистных сооружений (Q
СТ
= Q
ОЧ
),
а при отсутствии регулирования определяется по формуле (22) рекомендаций:
Q
СТ
=2,8×10
-3
h
см
× F×
mid
/(Т
Д
+ t
r
)=
=2,8×10
-3
×27,3×3,9×0,634/(6+0,25)=0,0302 м
3
/с или 108,9 м
3
/ч
где:
h
см
- среднесуточный максимум осадков за теплый период года, h
см
= 27,3 мм;
принимается равным суточному слою атмосферных осадков Н
р
с периодом одно-
кратного превышения расчетной интенсивности Р=1 год согласно п. 5.4.1
рекомендаций (расчет см. Приложение 6);
mid
- коэффициент стока для расчетного дождя,
mid
= 0,634; определяется как средне-
взвешенная величина по данным табл. 11 п. 5.3.8 рекомендаций (расчет см. выше)
Т
Д
- средняя продолжительность дождя в данной местности, для Москвы Т
Д
=6 ч;
принимается по таблице Приложения 4;
t
r
- время добегания стока от крайней точки водосборного бассейна до места
выпуска в водный объект, 0,25 ч.
8
3.2. Определение расчетного расхода поверхностных сточных вод
при отведении на очистку
Определение расчетных расходов дождевого стока с территории промышленных пред-
приятий при отведении на очистку (Q
оч
) с использованием схем регулирования поверхностных
сточных вод выполняется согласно указаниям раздела 7.4 рекомендаций.
3.2.1. Расчетный расход дождевых вод Q
оч
, направляемых на очистку при регулирова-
нии по схемам 1-3 (производительность очистных сооружений при очистке дождевого
стока), определяется по формуле (29) рекомендаций:
Q
оч
= (W
оч
+ W
тп
)/
[
3,6× (Т
оч
– Т
отст
– Т
тп
)
]
, л/с,
где:
Q
оч
производительность сооружений глубокой очистки поверхностных сточ-
ных вод, л/с;
W
оч
,
объѐм дождевого стока от расчѐтного дождя, отводимого на очистные со-
оружения с селитебных территорий городов и предприятий, м
3
;
W
тп
суммарный объѐм загрязнѐнных вод, образующихся от операций обслу-
живания технологического оборудования очистных сооружений в течение
нормативного периода переработки объѐма дождевого стока от расчѐтно-
го дождя, м
3
;
Т
оч
нормативный период переработки объѐма дождевого стока от расчѐтного
дождя, отводимого на очистные сооружения с селитебных территорий го-
родов и предприятий, ч;
Т
отст
минимальная продолжительность отстаивания поверхностных сточных
вод в аккумулирующем резервуаре, ч;
Т
тп
суммарная продолжительность технологических перерывов в работе очи-
стных сооружений в течение нормативного периода переработки объѐма
дождевого стока от расчѐтного дождя, ч.
Загрязнѐнные воды, образующиеся от операций обслуживания технологического обору-
дования очистных сооружений, представляют собой, главным образом, стоки от промывки ме-
ханических фильтров (а также периодической промывки адсорбционных фильтров с фильт-
рующей загрузкой из гранулированной активированного угля). Их суммарный объѐм W
тп
для
стандартных зернистых загрузок, продолжительности фильтроцикла и параметрах промывки
составляет, как правило, не более 10 -12% от объѐма очищенного стока.
Технологические перерывы в работе очистных сооружений также связаны, главным об-
разом, с проведением штатных операций промывки зернистых и адсорбционных фильтров, а их
суммарная продолжительность Т
тп
в стандартных условиях составляет 3 - 4% от суммарной
продолжительности непрерывной работы очистных сооружений.
Величина Т
оч
в соответствии с п. 7.4.1 принимается равной 72 ч, то есть трем суткам.
Величина Т
отст
в зависимости от режима работы аккумулирующего резервуара.
При использовании аккумулирующего резервуара только в качестве буферной ѐмкости
для регулирования расхода сточных вод величина Т
отст
принимается в пределах 0,05 - 0,1 ч.
Этот период времени от начала поступления стоков в резервуар необходим для его минималь-
ного заполнения из условия устойчивой работы откачивающих насосов.
При дополнительном использовании аккумулирующего резервуара в качестве сооруже-
ния для предварительной механической очистки сточных вод величина Т
отст
принимается в
пределах 2-4 ч, исходя из величины гидравлической крупности частиц, выделяемых в аккуму-
лирующем резервуаре, и гидравлической глубины резервуара при его максимальном расчѐтном
заполнении.
9
Таким образом, производительность очистных сооружений при очистке дождевого стока
составляет:
в режиме работы аккумулирующего резервуара только в качестве буферной ѐмкости
(АР):
Q
оч
= (160,7 + 10×160,7/100)/
[
3,6×(72 – 0,1 – 3×72/100)
]
= 0,704 л/с
в режиме одновременной работы аккумулирующего резервуара в качестве буферной
ѐмкости и сооружения для предварительного отстаивания сточных вод (АРО):
Q
оч
= (160,7 + 10×160,7/100)/
[
3,6×(72 – 3 – 3×72/100)
]
= 0,735 л/с
3.2.2. Расчетный расход талых вод Q
оч
, направляемых на очистку (производитель-
ность очистных сооружений при очистке талого стока), определяется по формуле (30) ре-
комендаций:
Q
оч
т
= (W
т
макс. сут.
+ W
тп
)/
[
3,6×(Т
оч
т
– Т
отст
– Т
тп
)
]
, л/с
где:
Q
оч
т
максимальная производительность очистных сооружений при очистке
талых вод, л/с;
W
т
макс сут
максимальный суточный объѐм талых вод в середине периода снеготая-
ния, м
3
;
W
тп
суммарный объѐм загрязнѐнных вод, образующихся от операций обслу-
живания технологического оборудования очистных сооружений в тече-
ние нормативного периода переработки объѐма талого стока, м
3
;
Т
оч
т
нормативный период переработки объѐма талого стока, отводимого на
очистные сооружения с селитебных территорий и предприятий, ч;
Т
отст
минимальная продолжительность отстаивания поверхностных сточных
вод в аккумулирующем резервуаре, ч;
Т
тп
суммарная продолжительность технологических перерывов в работе
очистных сооружений в течение нормативного периода переработки
объѐма талого стока, ч.
Величина Т
оч
т
в соответствии с п. 7.4.2. принимается не менее 14 ч, что соответствует
суммарной продолжительности периода в течение суток с отсутствием поступления талого сто-
ка (вечерние, ночные и утренние часы суток). Однако, учитывая, что расход талого стока, по-
ступающего в аккумулирующий резервуар в период максимальной интенсивности снеготаяния,
как правило, в 10 - 20 раз меньше максимального расхода от расчѐтного дождя, работа очист-
ных сооружений может быть начата с момента поступления первых порций талого стока в ак-
кумулирующий резервуар и продолжаться вплоть до момента опорожнения резервуара перед
поступлением в него новых порций талого стока на следующие за расчѐтным периодом сутки.
Таким образом, величина Т
оч
т
в данном случае может быть принята равной 24 ч.
Величина Т
отст
при этом определяется как период времени от начала поступления стоков
в резервуар, необходимый для его минимального заполнения из условия устойчивой работы на-
сосов, подающих стоки на очистные сооружения. Степень минимального заполнения аккуму-
лирующего резервуара и величина Т
отст
зависит от конструктивных особенностей резервуара,
однако для предварительных расчѐтов может быть принята равной 1 ч.
Таким образом, производительность очистных сооружений при очистке талого стока со-
ставляет:
Q
оч
т
= (203,1 + 10×203,1/100)/
[
3,6×(24 – 1 – 3×24/100)
]
= 2,616 л/с.
В соответствии с указаниями п. 7.4.3 рекомендаций к проектированию принимает-
ся наибольшая из производительностей очистных сооружений, т.е. Q
оч
т
=2,616 л/с .
10
4. Методы расчёта схем регулирования поверхностного стока
4.1. Схема регулирования расхода дождевых сточных вод по объёму
(первая схема регулирования)
Максимальный расход дождевых стоков Q
сбр.об
, отводимых в водный объект без очи-
стки, рассчитывается по формулам (1), (2), (3) Приложения 7 рекомендаций:
Q
сбр.об
= Q
r
[(Т
рег.об
/ t
r
)
1-n
– (Т
рег.об
/ t
r
- 1)
1-n
], л/с,
где:
Q
сбр.об
максимальный избыточный расход стока от расчѐтного дождя, зарегули-
рованного по объѐму и отводимого в водный объект, минуя очистные со-
оружения, л/с
Q
r
максимальный расчѐтный расход дождевых вод в коллекторе дождевой
канализации в расчѐтном участке, л/с
Т
рег.об
момент времени начала перелива избыточного объѐма дождевого стока от
расчѐтного дождя из разделительной камеры аккумулирующего резер-
вуара, мин.
t
r
расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности проте-
кания поверхностных вод по поверхности и трубам до расчетного участ-
ка, мин.
n
параметр, характеризующий интенсивность и продолжительность
дождя для конкретной местности
Момент времени Т
рег.об
, при котором начинается перелив избыточного объѐма дождевого
стока из разделительной камеры 6, определяется подбором значения Т
рег.об
, при котором объѐм
дождевых стоков, поступивших в аккумулирующий резервуар, равен объѐму очищаемых стоков
от расчѐтного дождя W
оч
:
0,06Q
r
t
r
[(Т
рег.об
/t
r
)
2-n
- (Т
рег.об
/t
r
-1)
2-n
]/(2 - n) = W
оч
=
= 0,06
342,3
10
[(Т
рег.об
/10)
2-0,71
- (Т
рег.об
/10 -1)
2-0,71
]/(2 – 0,71) = 203,1 м
3
Рис. 1. Схема 1 регулирования дождевого стока перед очистными
сооружениями и схематический расчѐтный гидрограф дождевого стока.
1 – самотечный коллектор дождевой канализации
2 – аккумулирующий (регулирующий) резервуар
3 – трубопровод отведения стока на сооружения глубокой очистки
4 – сооружения глубокой очистки
5 – трубопровод отведения очищенного стока в водный объект
или систему производственного водоснабжения
6 – камера разделения стока по объѐму
7 – сброс избыточного поверхностного стока в водный объект
t
r
Т
Q
r
Q
Т
рег.об.
1
6
2
Q
r
Q
сбр.об.
7
3
5
6
2
4
Q
оч
Q
оч
Q
сбр.об.
-
часть объѐма дождя,
отводимого в водный
объект без очистки
W
оч
- часть объѐма дождя,
поступающего в ак-
кумулирующий резер-
вуар для последую-
щей очистки
11
В результате подбора установлено
Т
рег.об
= 14,94 мин.
Подставляя указанное значение, вы-
числяем Q
сбр.об
:
Q
сбр.об
= 342,3[(14,94/10)
1-0,71
– (14,94/10 - 1)
1-0,71
] = 105,6 л/с
4.2. Схема регулирования расхода дождевых сточных вод по расходу и объёму.
(вторая схема регулирования)
Максимальный расход дождевых стоков Q
рег.расх
, прошедших разделительную камеру 8
(регулирование стока по расходу) и направляемых в аккумулирующий резервуар для после-
дующей очистки, рассчитывается по формулам раздела 5.3 рекомендаций, принимая величину
периода однократного превышения расчѐтной интенсивности дождя Р равной 0,075 (средняя
величина из рекомендуемого диапазона 0,05-0,1):
Q
рег.расх
= z
mid
×[q
20
×20
n
×(1+ lg P/lg m
r
)
γ
]
1,.2
×F/t
r
1,.2×n - 0,1
=
= 0,201×[80×20
0,59
×(1+ lg 0,075 /lg 150)
1,54
]
1,2
×3,9/10
1,2×0,59-0,1
= 80,6 л/с
где:
Q
реграсх
максимальный расход стока от расчѐтного дождя, зарегулированного по
расходу и направляемого самотѐком непосредственно в аккумулирую-
щий резервуар или в насосную станцию с последующей перекачкой в
аккумулирующий резервуар, л/с.
Максимальный расход дождевых стоков Q
сбр.расх
, отводимых в водный объект без очи-
стки из разделительной камеры 8 (регулирование стока по расходу), рассчитывается по форму-
ле (4) Приложения 7 рекомендаций.
Q
сбр.расх
= Q
r
– Q
рег.расх
= 342,3 – 80,6 = 261,7 л/с
где:
Q
сбр.расх
максимальный избыточный расход стока от расчѐтного дождя, зарегули-
рованного по расходу и отводимого в водный объект, минуя очистные со-
оружения, л/с.
Рис. 2. Принципиальная схема разделения дождевого стока перед очистными
сооружениями и схематические расчѐтные гидрографы дождевого стока.
1 – самотечный коллектор дождевой канализации
2 – аккумулирующий (регулирующий) резервуар
3 – трубопровод отведения стока на сооружения глубокой очистки
4 – сооружения глубокой очистки
5 – трубопровод отведения очищенного стока в водный объект
или систему производственного водоснабжения
6 – камера разделения стока по объѐму
7 – сброс избыточного поверхностного стока в водный объект
8 – камера разделения стока по расходу
9 – коллектор зарегулированного стока.
7
1
8
Q
сбр.расх.
Q
рег.расх.
Q
r
9
Q
сбр.об.
7
6
2
3
5
6
2
4
Q
оч
Q
оч
t
r
Q
рег.расх.
Q
Q
r
Q
сбр.об.
Т
Q
T
н
рег.расх.
T
к
рег.расх.
T
рег.об.
-
часть объѐма дождя,
отводимого в водный
объект без очистки
W
оч
- часть объѐма дождя,
поступающего в ак-
кумулирующий резер-
вуар для последую-
щей очистки
12
Максимальный расход дождевых стоков Q
сбр.об
, отводимых в водный объект без очи-
стки из разделительной камеры 6 (дополнительное регулирование стока по объѐму), рассчиты-
вается по формуле (1) Приложения 7 рекомендаций:
Q
сбр.об
= Q
r
[(Т
рег.об
/ t
r
)
1-n
– (Т
рег.об
/ t
r
- 1)
1-n
], л/с.
Момент времени Т
рег.об
, при котором начинается перелив избыточного объѐма дождевого
стока из разделительной камеры 6, определяется как момент времени, при котором объѐм дож-
девых стоков, поступивших в аккумулирующий резервуар из разделительной камеры 8, равен
объѐму очищаемых стоков от расчѐтного дождя W
оч
и рассчитывается по формуле (5) Приложе-
ния 7 рекомендаций:
[0,06×Q
r
t
r
/(2 - n)][(Т
рег.об
/t
r
)
2-n
–
(Т
рег.об
/t
r
-1)
2-n
– (Т
к
рег.расх
/t
r
)
2-n
+
+ (Т
н
рег.расх
/t
r
)
2-n
+ (Т
к
рег.расх
/t
r
– 1)
2-n
+ (Q
рег.расх
/Q
r
)(Т
к
рег.расх
/t
r
– Т
н
рег.расх
/t
r
)(2- n)] = W
оч
.=
= [0,06×342,310/(2- 0,71)][(Т
рег.об
/10)
2-0,71
–
(Т
рег.об
/10 -1)
2-0,71
– (Т
к
рег.расх
/10)
2-0,71
+
+ (Т
н
рег.расх
/10)
2-0,71
+ (Т
к
рег.расх
/10 – 1)
2-0,71
+ (80,6/342,3)(Т
к
рег.расх
/10 – Т
н
рег.расх
/10)
(2- 0,71)] = 203,1 м
3
где:
Т
н
рег.расх
момент времени, соответствующий началу сброса избыточного расхода
дождевого стока от расчѐтного дождя из разделительной камеры при ре-
гулировании по расходу, мин.
Т
к
рег.расх
момент времени, соответствующий окончанию сброса избыточного рас-
хода дождевого стока от расчѐтного дождя из разделительной камеры
при регулировании по расходу, мин.
Величина Т
н
рег.расх
рассчитывается по формуле (6) Приложения 7 рекомендаций:
Т
н
рег.расх
= t
r
(Q
рег.расх
/ Q
r
)
1/(1-n)
= 10 (80,6/342,3)
1/(1-0,71)
= 0,07 мин.
Величина Т
к
рег.расх
рассчитывается подбором по формуле (7) Приложения 7 рекоменда-
ций:
Q
рег.расх
= Q
r
[( Т
к
рег.расх
/ t
r
)
1-n
– (Т
к
рег.расх
/ t
r
– 1)
1-n
] =
= 342,3 [( Т
к
рег.расх
/ 10)
1-0,71
– (Т
к
рег.расх
/ 10 – 1)
1-0,71
]
В результате подбора установлено Т
к
рег.расх
= 18,9 мин. Подставляя указанное значение, а
также значение Т
н
рег.расх
= 0,07 мин. в формулу (5), вычисляем подбором Т
рег.об
= 60,03 мин.
Подставляя указанное значение Т
рег.об
в формулу (1), вычисляем Q
сбр.об
:
Q
сбр.об
= 342,3[(60,03/10)
1-0,71
– (60,03/10 - 1)
1-0,71
] = 29,6 л/с.
13
5. Перекачка поверхностного стока
5.1. Перекачка незарегулированного дождевого стока
Рабочий объѐм резервуара насосной станции W
нс
при выбранной максимальной произво-
дительности насосов в насосной станции Q
нс
(см. рис. 3) рассчитывается подбором по формуле
(1) Приложения 8 рекомендаций:
W
нс
= 0,06
Q
r
t
r
[
(Т
к
нс
/ t
r
)
2-n
– (Т
н
нс
/
t
r
)
2-n
– (Т
к
нс
/ t
r
– 1)
2-n
–
– (Q
нс
/
Q
r
)(Т
к
нс
/ t
r
– Т
н
нс
/ t
r
)(2- n)]/(2-n), м
3
где:
W
нс
рабочий объѐм резервуара насосной станции, м
3
;
Q
нс
максимальная производительности насосов в насосной станции, л/с;
Т
н
нс
момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в
насосную станцию, начинает превышать еѐ максимальную производи-
тельность, мин;
Т
к
нс
момент времени, при котором расход дождевого стока, поступающего в
насосную станцию, перестаѐт превышать еѐ максимальную производи-
тельность, мин.
Примем для примера величину максимальной производительности насосов насосной
станции Q
нс
= 100 л/с.
Величина Т
н
н.с
рассчитывается по формуле (2) Приложения 8 рекомендаций:
Т
н
нс
=
t
r
(Q
нс
/
Q
r
)
1/(1-n)
= 10
(100/
342,3
)
1/(1-0,71)
= 0,14 мин.
Величина Т
к
н.с
рассчитывается подбором по формуле (3) Приложения 8 рекомендаций:
Q
нс
=
342,3
[
(Т
к
нс
/
10
)
1-0,71
– (Т
к
нс
/
10
– 1)
1-0,71
]
В результате подбора установлено Т
к
н.с
= 15,61 мин. Подставляя указанное значение, а
также значение Т
н
нс
= 0,14 мин. в формулу (1) вычисляем:
W
нс
= 0,06342,310[(15,61/10)
2-0,71
– (0,14/10)
2-0,71
– (15,61/10 – 1)
2-0,71
–
– (100/342,3)(15,61/10 – 0,14/10)(2- 0,71)]/(2-0,71) = 113,8 м
3
Аналогичный расчѐт с другими значениями производительности Q
нс
:
Q
нс
, л/с
110
120
130
140
150
200
W
нс
, м
3
104,9
96,6
88,9
81,6
74,7
44,4
Рис. 3. Схема 1 перекачки полного объѐма незарегулированного дождевого стока.
10 – насосная станция
11 – напорный трубопровод перекачки стока в аккумулирующий резервуар.
1
2
5
4
10
3
t
r
r
Q
н.с.
Q
r
Т
н
н.с.
Т
Т
к
н.с.
Q
н.с.
11
Q
W
н.с.
W
оч
- часть объѐма дождя,
поступающего в ак-
кумулирующий резер-
вуар для последую-
щей очистки
- рабочий объѐм ре-
зервуара
насосной
станции
Q
r
14
5.2. Перекачка очищаемой части зарегулированного по расходу дождевого стока.
(вторая схема регулирования)
Рабочий объѐм резервуара насосной станции W
нс
при максимальной производительности
насосов в насосной станции Q
нс
(см. рис. 4) рассчитывается по формуле (4) Приложения 8 реко-
мендаций:
W
нс
= 0,06
Q
r
t
r
[(Т
к
нс
/t
r
)
2-n
– (Т
н
нс
/
t
r
)
2-n
– (Т
к
нс
/t
r
– 1)
2-n
–
– (Q
нс
/
Q
r
)(Т
к
нс
/t
r
– Т
н
нс
/t
r
)(2- n) –
– (Т
к
рег.расх
/
t
r
)
2-n
+ (Т
н
рег.расх
/
t
r
)
2-n
+ (Т
к
рег.расх
/
t
r
– 1)
2-n
+
+ (Q
реграсх
/
Q
r
)(Т
к
рег.расх
/
t
r
– Т
н
рег.расх
/
t
r
)(2- n)]/(2- n), м
3
Значения Т
н
нс
, Т
к
нс
определяются по формулам (2), (3) Приложения 8 рекомендаций, а
Т
н
рег.расх
, Т
к
рег.расх
– соответственно, по формулам (6), (7) Приложения 7 рекомендаций.
Ранее вычисленная величина Т
н
рег.расх
= 0,07 мин., а величина
Т
к
рег.расх
= 18,9 мин.
Примем для примера величину максимальной производительности насосов насосной
станции Q
нс
= 40 л/с.
Тогда:
Т
н
нс
= t
r
(Q
нс
/ Q
r
)
1/(1-n)
= 10 (40/342,3)
1/(1-0,71)
= 0,006 мин.
Величина Т
к
нс
, рассчитанная подбором по формуле (3) Приложения 8 рекомендаций, со-
ставила Т
к
н.с
= 41,17 мин. Подставляя указанное значение, а также значение Т
н
нс
= 0,006 мин. в
формулу (4), вычисляем:
W
нс
= 0,06342,310[(41,17/10)
2-0,71
– (0,006/10)
2-0,71
– (41,17/10 – 1)
2-0,71
–
– (40/342,3)(41,17/10 – 0,006/10)(2- 0,71) –
– (18,9/10)
2-0,71
+ (0,07/10)
2-0,71
+ (18,9/10 – 1)
2-0,71
+
+ (80,6/342,3)(18,9/10 – 0,07/10)(2- 0,71)]/(2-0,71)= 65,6 м
3
5.3. Перекачка избыточной части зарегулированного по объёму дождевого стока.
(первая схема регулирования)
Рабочий объѐм резервуара насосной станции W
нс
при максимальной производительности
насосов в насосной станции Q
нс
(см. рис. 5) рассчитывается по формуле (5) Приложения 8 реко-
мендаций:
W
нс
= 0,06
Q
r
t
r
[(Т
к
нс
/t
r
)
2-n
– (Т
к
нс
/t
r
– 1)
2-n
]/(2-n) – W
оч
– 0,06
Q
нс
(Т
к
нс
– Т
рег.об
), м
3
Рис. 4. Схема 3 перекачки очищаемой части зарегулированного по расходу
дождевого стока.
13 – насосная станция.
1
6
2
7
5
4
13
9
8
7
3
11
Q
r
Т
Q
Q
н.с.
Q
рег.расх.
Т
н
н.с.
Т
к
н.с.
t
r
r
T
н
рег.расх.
T
к
рег.расх.
Q
сбр.расх.
Q
рег.расх.
Q
сбр.об.
Q
н.с.
Т
рег.об.
-
часть объѐма дождя,
отводимого в водный
объект без очистки
W
оч
- часть объѐма дождя,
поступающего в ак-
кумулирующий резер-
вуар для последую-
щей очистки
W
н.с.
- рабочий объѐм ре-
зервуара
насосной
станции
Q
r
15
Значение момента времени Т
рег.об
, при котором избыточный сток начинает поступать из
аккумулирующего резервуара в приѐмный резервуар насосной станции, определяется по фор-
муле (3) Приложения 7, а момент времени Т
к
нс
– по формуле (3) Приложения 8 рекомендаций.
Ранее вычисленная величина Т
рег.об
= 14,94 мин.
Примем для примера величину максимальной производительности насосов насосной
станции Q
нс
= 15 л/с. При этом величина Т
к
н.с
, рассчитанная подбором по формуле (3) Приложе-
ния 8 рекомендаций, составила 41,2 мин.
Подставляя указанные значения, вычисляем
W
нс
:
W
нс
= 0,06342,310[41,2/10)
2-0,71
– (41,2/10 – 1)
2-0,71
]/(2-0,71) –
– 203,1 – 0,0615(41,2 – 14,94) = 31,9 м
3
5.4. Перекачка избыточной части зарегулированного по расходу дождевого стока.
(вторая схема регулирования)
Рабочий объѐм резервуара насосной станции W
нс
при максимальной производительности
насосов в насосной станции Q
нс
(см. рис. 6) рассчитывается по формуле (6) Приложения 8 реко-
мендаций:
Рис. 6. Схема 5 перекачки избыточной части зарегулированного по расходу
дождевого стока.
15 – насосная станция.
1
6
2
7
5
4
15
9
8
7
3
12
Q
сбр.расх.
Q
рег.расх.
Q
н.с.
Q
сбр.об.
Q
рег.расх.
Q
н.с.
+Q
рег.расх.
Т
Т
рег.об.
Т
н
н.с.
Т
к
н.с.
t
r
r
T
н
рег.расх.
T
к
рег.расх.
Q
r
Q
-
часть объѐма дождя,
отводимого в водный
объект без очистки
W
оч
- часть объѐма дождя,
поступающего в ак-
кумулирующий резер-
вуар для последую-
щей очистки
W
н.с.
- рабочий объѐм ре-
зервуара
насосной
станции
Q
r
6
2
5
4
14
1
7
3
Рис. 5. Схема 4 перекачки избыточной части зарегулированного по объѐму
дождевого стока.
14 – насосная станция.
12
Т
Т
к
н.с.
t
r
r
Т
рег.об.
Q
r
Q
Q
н.с.
Q
сбр.об.
Q
н.с.
Q
сбр.об.
-
часть объѐма дождя,
отводимого в водный
объект без очистки
W
оч
- часть объѐма дождя,
поступающего в ак-
кумулирующий резер-
вуар для последую-
щей очистки
W
н.с.
- рабочий объѐм ре-
зервуара
насосной
станции
Q
r
16
W
нс
= 0,06Q
r
t
r
{(Т
к
нс
/t
r
)
2-n
– (Т
н
нс
/t
r
)
2-n
– (Т
к
нс
/t
r
– 1)
2-n
–
– [(Q
нс
+Q
рег.расх
)/Q
r
](Т
к
нс
/t
r
– Т
н
нс
/t
r
)(2- n)}/(2-n), м
3
Примем для примера величину максимальной производительности насосов насосной
станции Q
нс
= 60 л/с.
Значение Т
н
нс
определяется по формуле (7) Приложения 8 рекомендаций:
Т
н
нс
= t
r
[(Q
нс
+Q
рег.расх
)/Q
r
]
2-n
= 10 [(60+80,6)/342,3]
1/(1-0,71)
= 0,47 мин.
Значение Т
к
нс
определяется подбором по формуле (8) Приложения 8 рекомендаций:
Q
нс
= Q
r
[
(Т
к
нс
/ t
r
)
1-n
– (Т
к
нс
/
t
r
– 1)
1-n
] – Q
рег.расх
=
342,3
[
(Т
к
нс
/
10
)
1-0,71
– (Т
к
нс
/
10
– 1)
1-0,71
] – 80,6
В результате подбора установлено
Т
к
н.с
= 12,67 мин.
Подставляя указанные значения
Т
н
нс
и Т
к
н.с
, вычисляем
W
нс
:
W
нс
= 0,06342,310{(12,67/10)
2-0,71
– (0,47/10)
2-0,71
– (12,67/10 – 1)
2-0,71
–
– [(60+80,6)/342,3](12,67/10 – 0,47/10)(2- 0,71)}/(2-0,71) = 81,1 м
3
По аналогичным зависимостям и расчѐтным формулам производятся расчѐты ко-
личественных характеристик поверхностных сточных вод для других климатических
районов, периодов однократного превышения расчѐтной интенсивности (слоя) дождя и
снеготаяния.
Информация о работе Пример расчета очистки сточных вод