Состав очистных сооружений и варианты возможных технологических схем очистки сточных вод определяются нормативными требованиями («Правила охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами»), предъявляемыми к воде водоемов, являющихся приемниками очищенных сточных вод.
Все водоемы разбиты на три категории: для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для санитарно-бытового водопользования (отдых, купание, спорт), рыбохозяйственного назначения.
Очистку городских сточных вод осуществляют на станциях механической или биологической (биохимической) очистки.
При механической очистке из сточных вод удаляются загрязнения, находящиеся в ней в нерастворенном и частично в коллоидном состоянии. Первоначально вода проходит через решетку, где задерживаются крупные загрязнения (тряпье, бумага и т.п.), отправляемые затем в дробилку. Далее стоки направляются через песколовку, предназначенную для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла), в отстойники, в которых происходит выделение из воды взвешенных веществ.
После этого вода попадает в контактный резервуар для хлорирования и выпускается в водоем.
Биологические методы очистки основаны на использовании микроорганизмов, способных в ходе своей жизнедеятельности окислять и минерализовывать органические вещества, находящиеся в сточных водах в растворенном виде, в виде тонких суспензий или коллоидов. Такая очистка может проходить как в естественных условиях (поля орошения и фильтрации, биологические пруды и окислительные каналы), так и в искусственных (био- и аэрофильтры, аэротенки, компактные установки с механическим аэрированием). Для биологической очистки большого количества сточных вод наиболее часто применяют аэротенки. Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной воды при непрерывном поступлении кислорода воздуха. Активный ил - это скопление микроорганизмов, способных сорбировать на своей поверхности органические загрязнения и окислять их в присутствии кислорода воздуха. Очищенная вода и активный ил разделяются в открытом резервуаре - илоотделителе, куда поступает иловая смесь, выделенный активный ил возвращается в камеру реакции. Очищенные сточные воды отводятся по каналу к водоему и сбрасываются в него.
Для определения расчетных расходов необходимо знать количество жителей, проживающих в населенных местах, норму водоотведения и режим поступления сточных вод в сеть.
Нормы водоотведения для населенных мест принимают равными нормам водопотребления - от 125 до 350 л/сут на одного жителя в зависимости от степени благоустройства зданий. В связи с неравномерностью потребления воды существует и неравномерность ее отведения. Понятия о коэффициенте часовой и суточной неравномерности в водопроводе и канализации аналогичны. Однако в канализационную сеть дополнительно поступает вода от сетей центрального и горячего водоснабжения и др.
где N - расчетное число жителей;
q - норма водоотведения на одного жителя, пользующегося канализацией, л/сут.
Гидравлический расчет сети ведут на максимальный секундный расход qmii<. (л/сут), который определяют по формуле
где kgenmax - коэффициент общей максимальной неравномерности водоотведения.
Расчетные расходы производственных вод (мэ/сут и л/с) определяют по формулам
(63) (6.4)
где q,lpm, - норма водоотведения производственных вод;
Mi, Mj - количество выпускаемой продукции соответственно в сутки и в смену с наибольшей производительностью, кч - коэффициент часовой неравномерности; 7" - продолжительность работы оборудования, ч.
Дождевые воды, стекающие с поверхности земли, поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники, Дождеприемник представляет собой колодец, перекрытый с верху приемной решеткой. Из дождеприемника дождевая вода по соединительной ветке, закладываемой в низовой части дождеприемника, поступает в подземную водосточную сеть. Дождеприемники бывают круглыми, не менее 0,7 м или прямоугольными (0,6-0,9 м). Основание дождеприемника без осадочной части закладывается на глубину не менее 0,8 м, Приемные решетки изготовляются из чугуна или стали. Расстояние между дождеприемниками принимается в зависимости от уклона улицы от 50 до 80 м друг от друга (при ширине улиц до 30 м и условии, что в дождеприемники не поступают дождевые воды с кварталов).
При ширине проезда до 30 м подземная водосточная сеть проходит по его середине. При большей ширине проезда водосток можно прокладывать в две линии по обеим сторонам.
В современных благоустроенных жилых кварталах дождеприемники располагаются как на улицах, так и внутри кварталов на внутриквартальных проездах. При этом к сети присоединяются внутренние водостоки. Длины присоединений должны быть не менее 40 м, а диаметр - не менее 200, уклон - 0,02. При невысокой степени благоустройства и при уклоне более 0,01 внутри квартала вода собирается в открытые лотки, затем в уличные и попадает в дождеприемник. Глубина воды в лотках не должны быть более 6 см. Лотки в пределах магистралей могут иметь дождеприемник в конце лотка, общей длиной, достигающей 150 – 300 м (при продольном уклоне 0,004-0,005). При меньших уклонах в пределах квартала длины назначаются так, чтобы слой воды был меньше 6-7 см. Общая длина лотков не превышает 40-50 м. Дождеприемники устанавливают на перекрестках улиц, не доходя до «зебры».
Определение максимальных расчетных расходов
Метод определения максимального расхода основан на допущении, что любой водосбор имеет характерное время концентрации стока, равное времени добегания стока до замыкающего сечения. Данное допущение положено в основу так называемого метода предельных интенсивностей.
zmid A 1,2 F
qr = ———————;
tr1,2n-0,1
где qr- расход дождевых вод,
zmid- среднее значение коэффициента,
характеризующего поверхность бассейна стока
определяемое согласно п.2.17,
А,n - параметры, определяемые согласно п.2.12,
F - расчетная площадь стока, га ,
tr- расчетная продолжительность дождя, мин.
Коэффициент стока zmid показывает какая часть поверхностного стока попадает в канализацию, для водонепроницаемых поверхностей этот коэффициент больше.
Расчетная продолжительность дождя складывается из времени поверхностной концентрации (3 – 10 мин), продолжительности протекания дождевых вод по лоткам (tcan=0,021 lcan/vcan), продолжительность протекания воды по трубам (tp=0,017 lp/vp).
А=q20 20 n(1+lgP/lgmr) γ, где
q20 – интенсивность дождя, л/с на га, для данной местности продолжительностью 20 мин при P=1 год, определяемая по черт. 1.;
n – показатель степени, определяемый по табл. 4;
mr – среднее количество дождей за год, принимаемое по табл. 4;
Р – период однократного превышения расчетной интенсивности, год, принимаемый по п. 2.13;
γ – показатель степени, принимаемый по табл. 4.
Расчетный расход дождевых вод для гидравлического расчета:
Глубина заложения Н, м, уличного коллектора в начальной точке вычисляется по формуле-
Н=h+iп lп+iв lв+(z1-z2)+Δ, где
h - глубина заложения линии присоединения в наиболее удаленном дождеприемнике,
iп, iв - уклоны труб присоединительной ветви и внутриквартальной сети (iп=0,02, iв=0,005 при D=200 мм),
lп, lв - длины присоединительной ветви и внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до колодца на уличной магистрали (принимаются по плану квартала с нанесенными на нем дождеприемниками и внутри квартальной сетью), м,
z1, z2 - отметки поверхности земли после планировки соответственно на уличном проезде и у самого удаленного дождеприемника, м,
Δ - перепад между лотками внутриквартальной и уличной сети, м.
Максимальная глубина заложения труб при открытом способе прокладки 5-6 м. При методе щитовой проходки - на любая глубина.
Расстояние по вертикали в свету от трубопровода дождевой сети-
-водоводов выше на 0,4 м
-других трубопроводов-0,4,
-трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения- не менее 0,4 м
Для самотечных дождевых сетей рекомендуется применять железобетонные, бетонные, керамические, асбестоцементные трубы. А для напорных сетей в зависимости от давления, грунтовых и др. условий – напорные железобетонные, чугунные, пластмассовые трубы.
Конструкция оснований под трубы принимается в зависимости от диаметра труб, гидрогеологических условий, вида грунта и их несущей способности В нормальных, достаточно плотных грунтах (доп давл. 0,15 МПа) трубы всех типов укладываются на естественное основание. Если под трубами связные (глинистые) или крупнообломочные (гравий), то устраивается песчаная подушка. Толщиной не менее 0,1 м. В грунтах, находящихся в более невыгодных условиях, могут устраиваться искусственные основания из бетона, железобетона и др.
