Обоснование эффективности строительства систем водоотведения................................................... 106

11.4. Обоснование эффективности строительства систем водоотведения................................................... 106

Список используемой литературы.................................................................................................................................. 111

Введение.

Каждый город и промышленное предприятие имеют комплекс подземных самотечных трубопроводов, очистных и других сооружений, с помощью которых осуществляется отвод использованных и отработавших вод, очистка и обеззараживание их, а также обработка и обезвреживание образующихся при этом осадков с одновременной утилизацией ценных веществ. Такие комплексы называются системами водоотведения, или водоотведением.

Сточные воды образуются при использовании природной или водопроводной воды для бытовых целей и технологических процессов промышленных предприятий. К сточным водам относятся также атмосферные осадки – дождевые и талые воды, выпадающие на территориях городов, населенных мест и промышленных предприятий. Сточными водами являются также подземные воды, извлекаемые из шахт на поверхность земли при разработке рудных и нерудных полезных ископаемых. Сточные воды содержат в своем составе органические загрязнения, которые способны загнивать и служить средой для развития различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. Такие воды являются источником различных заболеваний и распространения эпидемий. Сточные воды могут содержать в своем составе и минеральные загрязнения, вредные и токсические вещества. Все сточные воды способны нарушить санитарно-эпидемиологическое благополучие населения городов и промышленных предприятий. Они являются источником загрязнения окружающей природной среды.

Системы водоотведения устраняют все негативные последствия от воздействия сточных вод на окружающую природную среду. После очистки сточные воды обычно сбрасываются в водоемы. Наиболее совершенными системами водоотведения являются такие, которые обеспечивают очистку и подготовку воды такого качества, при котором возможен возврат воды для повторного использования в промышленности или сельском хозяйстве. Такие системы называются бессточными или замкнутыми.

В небольших населенных пунктах с малой плотностью населения санитарное благополучие решалось (в ряде случаев решается и теперь) путем сбора отбросов в специальных выгребах и последующего вывоза их гужевым или автомобильным транспортом на ассенизационные поля для обезвреживания. Такая система называется вывозной. Современным санитарным требованиям такая система не удовлетворяет. Рост городов и развитие промышленных предприятий осложнили их санитарное состояние, а также получение и обеспечение их чистой водой. Общее развитие цивилизации привело к созданию современных городов и промышленных предприятий, оборудованных системами водоснабжения и водоотведения.

Системы водоснабжения и водоотведения тесно связаны между собой. При отсутствии системы водоотведения ограничивается потребление воды, так как возникают затруднения с удалением сточных вод, кроме того, невозможно строительство зданий высотой более двух-трех этажей. При отсутствии системы водоснабжения невозможно создать сплавную систему водоотведения. Только при большом потреблении воды, что возможно при наличии системы водоснабжения, образующиеся загрязнения разбавляются водой до такой степени, когда можно создать сплошные потоки воды в самотечных трубопроводах, способные обеспечить гидротранспорт этих загрязнений за пределы городов и промышленных предприятий. Современные системы водоснабжения и водоотведения можно создавать только при наличии внутренних (в зданиях) систем водоснабжения и водоотведения. При этом жители, стремясь удовлетворить свои бытовые потребности, увеличивают потребление воды. Возрастание отводимых расходов сточных вод позволяет нормально функционировать системам водоотведения.

Объектом канализации являются жилые кварталы города, машиностроительный завод, завод пищевой промышленности, коммунально-бытовые и общественные организации города.

1. Местоположение и природно-климатические условия района. 1.1.Местоположение

Рассматриваемый город расположен в Московской области, на берегу реки Десны, которая является левобережным притоком реки Пахры. Область расположена в центральной части Восточно-Европейской (Русской) равнины в междуречье Волги и Оки. Территория принадлежит бассейну реки Оки. Основная водная артерия района р.Пахра.

1.2. Рельеф и геологическое строение.

Рельеф местности представляет собой моренную равнину с возвышенностями, чередующимися с многочисленными плоскими, часто замкнутыми понижениями.

Отметки в черте города колеблются от 51 до 62 м. Водосбор реки находится в восточной части города. Дно русла сложено песками, местами галечником, изредка плитами известняка. Современные аллювиальные отложения лежат непосредственно на известняках среднего отдела каменноугольной системы. Последние нередко выходят на дневную поверхность в обрывистых береговых склонах реки ниже пос. Десна, а на междуречных пространствах они покрыты четвертичным чехлом.

1.3. Климат местности.

Климат рассматриваемого района находится в пределах умеренно-климатического пояса. Самой типичной чертой умеренно-континентального климата является наличие контрастов и исключительное непостоянство. Климат формируется под активным воздействием атлантических воздушных масс, холодного и сухого воздуха из Арктики и сухой воздушной массы с юго-востока. Средняя температура января 10-11°С, средняя температура июля -17-18°С. В отдельные зимы морозы могут достигать – 45-50°С, максимумы летних температур –38-40°С. Среднегодовое количество осадков составляет 450-600 мм/год.

Средняя высота снежного покрова 30 см – на открытых полях, 45 см- на закрытых участках. продолжительность безморозного периода 120 дней. Среднее атмосферное давление 747 мм ртутного столба. Глубина промерзания почвы 100-130 см.

Преобладают ветры северного, северно-западного и юго-западного направлений: с сентября по октябрь – западного направления, с мая по август увеличивается по сравнению с зимой повторяемость ветров с северной составляющей. При этом в Южной части Московской области повторяемость западных направлений больше, чем в северной.

1.4. Растительный и животный мир.

Московская область отличается высокой (около 40%) лесистостью (береза, осина, ель, сосна). Самые крупные лесные массивы сохранились в западных и восточных районах. Большая часть лесов имеет водо-охранное значение и не подлежит вырубке.

В Московской области в лесах в основном сохранились: лось, барсук, лисица, кабан, заяц, белка и другие виды животных. Многочисленны птицы: синица, дятел, снегирь, глухарь, соловей, тетерев, рябчик, перепел и др.

В водоемах и реках обитают следующие виды рыб: плотва, окунь, щука, ерш, пескарь, карась и др.

1.5. Гидрологические условия.

Река Десна, впадает в р. Пахру на 55 км от устья, длина реки 88км, площадь водосбора 717 км². В бассейне зарегистрировано 53 озера и водохранилища, площадь зеркал которых 1,01 км². Падение русла составляет 75,2 м, а средний уклон 0,0009.

Минимальные расходы воды по реке Десна рассчитаны по следующим створам:

·     д. Тупиково, в 1км выше впадения р.Незнайки;

·     д. Лаптево, в 0,5 км выше впадения р.Сосенки;

·     д. Расоторово, в 3 км ниже впадения р.Сосенки;

·      в устье.

Таблица №1 Основные гидрографические сведения водотоков по расчетным створам:

Река-пункт	Расстояние от устья, км	Длина реки, км	Площадь водосбора, км2
р.Десна –д.Тупиково	31	57	335
р. Десна -д.Лаптево	24,5	63,5	542
р.Десна - д.Расторопово	21	67	650
р. Дсна -устье	55	88	717

Таблица №2 Данные о русле в период межени.

Река-пункт	Ширина, м	глубина средняя, м	средняя скорость, м/с
р.Десна –д.Тупиково	22	0,3	0,3
р. Десна -д.Лаптево	20	0,3	0,3
р.Десна - д.Расторопово	14	0,4	0,2
р. Дсна -устье	45	1,1	0,1

 

Русло реки Десны среднеизвилистое, изначально заросшее, с многочисленными перекатами и бродами. Скорость течения не большая. Основной расчетной характеристикой является минимальный среднемесячный расход воды 95% обеспеченности для летне- осенней и зимней межени.

Для получения расчетных величин использована формула, приведенная в справочнике «Ресурсы поверхностных вод СССР»

Q_мес=a * M * F^т

где Q_мес -минимальный месячный сток обеспеченностью 80 %, м3/сек

М  -модуль стока по карте справочника .л/с км2

F  - плошадь водосбора км2

a и n -параметры характеризующие условия формирования

минимального стока

Таблица №3 Для бассейна р.Десна параметры равны:

Обозначения	для летне- осеннего периода	для зимнео периода
М(80%)	1,5 л/с км2	1,0 л/с км2
а *103	0,72	0,72
n	1,04	1,04

Подставив полученные данные в формулу получим Q(80%) за летне осенний и зимний период по всем створам:

В таблице №4 приведены минимальные расходы воды различной обеспеченности по вышеуказанным створам

Таблица №4

Река-створ	площадь км2	Расход воды обеспеченностью Р%				Примечание
		80	75	90	95
р.Десна –д.Тупиково	335	0,46 0,31	0,49 0,33	0,4 0,27	0,36 0,24	лето зима
р. Десна -д.Лаптево	542	0,75 0,5	0,8 0,53	0,65 0,43	0,58 0,39	лето зима
р.Десна - д.Расторопово	650	0,91 0,61	0,97 0,65	0,78 0,53	0,71 0,48	лето зима
р. Дсна -устье	717	1,01 0,67	1,07 0,71	0,87 0,58	0,8 0,52	лето зима

1.6. Почвенные условия.

Почвы преобладают дерново-подзолистые с невысоким естественным плодородием.

2. Выбор системы и схемы канализации

Отличие по составу и свойствам загрязнений бытовых, производственных и дождевых сточных вод обуславливает разные методы их очистки, а также необходимость раздельного из отведения.

В данном населенном пункте принимаем раздельную систему водоотведения. Она предусматривает укладку двух подземных сетей труб и коллекторов. В одну из них поступают хозяйственно-бытовые и загрязненные производственные сточные воды, которые подаются на очистные сооружения. По другой системе труб и коллекторов дождевые и дренажные талые воды и условно чистые производственные воды отводятся в водоем без очистки.

Схема канализования города – пересеченная, при которой коллекторы бассейнов трассируются перпендикулярно направлению течения воды в водоеме и перехватываются главным коллектором, трассируемым параллельно реке. Место расположения уличных трубопроводов определяется необходимостью приема и отвода воды от каждого квартала застройки. Принцип их трассировки диктуется необходимостью обеспечения наименьшего заглубления внутриквартального рельефа местности и размеров квартала.

В данном случае трассировка уличных трубопроводов осуществляется по двум схемам:

1.   Объемлющая трассировка – уличный трубопроводы опоясывают квартал со всех четырех сторон, эту схему применяют при небольшом уклоне поверхности земли и плоском рельефе местности для больших кварталов.

2.   Трассировка по пониженной стороне квартала – уличные трубопроводы прокладываются лишь с пониженной стороны обслуживаемых кварталов, эту схему применяют при значительном уклоне земли при i ³ 0,007.

3. Определение расчетных расходов сточных вод.

Размеры сооружений систем водоотведения определяются по расчетным расходам, вычисление которых связано с удельным водоотведением. Удельное водоотведение бытовых вод от города – среднесуточный (за год) расход вод л/сут, отводимый от одного человека, пользующегося системой водоотведения. Оно зависит от степени благоустройства зданий, под которой подразумевается степень оборудования зданий санитарно – техническими устройствами. Чем выше степень благоустройства, тем выше удельное водоотведение. Удельное водоотведение зависит от климатических условий: в южных районах с более теплым климатом оно выше, чем в северных.

 Удельное водоотведение устанавливают на основании изучения опыта работы действующих систем водоотведения. Рекомендуемое СНиП 2.04.03-85 удельное водоотведение для районов с застройкой зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией с централизованным горячим водоснабжением, составляет 230-350 л/сут на одного жителя. В этих нормах учтены расходы бытовых вод от жилых зданий, а также расходы воды от административных зданий и коммунально-бытовых предприятий, расположенных в городе, но не учтены расходы бытовых и производственных вод от промышленных предприятий, которые нужно учитывать особо. В данном населенном пункте удельное водоотведение (норма водоотведения) составляет для 1-го района (с плотностью 160 чел/га) 280 л/чел сут, а для 2-го района (с плотностью 210 чел/га) – 320 л/чел сут.

Удельное водоотведение бытовых вод от промышленных предприятий – расход воды, л/смену, от одного работающего. Оно одинаково для предприятий всех отраслей промышленности и не зависит от климатических условий. Рекомендуемые значения удельного водоотведения приведены в табл.1 (по СНиП 2.04.01-85).

Удельное водоотведение и коэффициент часовой неравномерности водоотведения бытовых вод от промышленных предприятий приведено в таблице №5 .

Таблица №5.

 

Цеха	Удельное водоотведение на одного работающего, л/смену	Коэффициент часовой неравномерности
Горячие	45	2,5
Холодные	25	3

Норма водоотведения душевых сточных вод на одного работающего равна 40л/чел в горячем цеху и 60л/чел – в холодном цеху. Продолжительность пользования душем составляет 45 мин после окончания смены.

3.1. Определение расчетных расходов сточных вод от промышленных предприятий.

В производственном секторе предусматривается отвод технологических (производственных), хозяйственно-бытовых и душевых сточных вод.

Завод пищевой промышленности работает в три смены:

- 1-я смена с 7 до 15 часов;

- 2-я смена с 15 до 23 часов;

- 3-я смена с 23 до 7 часов.

 Общий суточный расход от предприятия составляет Qсут= 4000м³/сут. В первую и вторую смены завод работает с производительностью Q₁=Q₂=1500м³/смену, а в третью смену – с производительностью Q₃=1000м³/смену. На заводе работает 750 человек, из которых 200 человек работают в третью смену, а оставшиеся 550 человек работают в первой и второй сменах по 275 в каждой. На заводе нет горячих цехов. Душем пользуются все работающие на заводе.

Машиностроительный завод работает в две смены:

- 1-я смена с 7 до 15 часов;

- 2-я смена с 15 до 23часов.

Общий суточный расход составляет Qсут=2000м³/сут. Производительность завода распределена равномерно по сменам. На заводе работают 600 человек, из которых 160 человек – в горячем цеху и 440 человек – в холодном. Распределение работающих людей по сменам равномерное. Душем пользуются люди, работающие в горячем цеху.