Проектирование и расчет системы К1

1. Введение.

Канализацией называется комплекс инженерных сооружений и устройств, предназначенных для приема и удаления сточных вод с территории населенных мест и промышленных предприятий, а также их очистки и обеззараживания до выпуска в водоем.

Канализация является одним из важнейших элементов санитарного благоустройства населенных мест. На промышленных предприятиях канализация, кроме того, обеспечивает технологический процесс производства.

Наружная канализация  предназначена для транспортировки  сточных вод за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий на очистные сооружения.

Сточными называются воды, использованные на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные при этом дополнительными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства.

Сточные воды подразделяются на три основные категории: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные (промышленные), дождевые (атмосферные).

В данном курсовом проекте  рассчитывается и конструируется наружная канализационная сеть.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Проектирование и расчет системы К1.

2.1. Обоснование принятой  системы канализации.

Для проектирования и расчета принимается  полная раздельная система канализации. Она имеет две сети: в одну поступают  хозяйственно-фекальные и производственные сточные воды, в другую – дождевые.

Первая сеть по ГОСТ 21.106-78 маркируется  как К1, вторая К2. Полная

раздельная система имеет ряд  преимуществ: позволяет вести строительство  в

две очереди; по санитарным требованиям работает лучше, чем общесплавная,    наиболее удобна в эксплуатации. Самая распространенная.

Схема сети К1 принимается в зависимости  от высотного расположения города, рельефа местности.

В моем курсовом проекте - рельеф спокойный. Грунты - песчаные, средняя глубина залегания грунтовых вод –4,5м. Минимальная среднегодовая t воздуха –37⁰С, максимальная - +38⁰С, среднегодовая t – 7,2⁰С. Глубина промерзания в Сумской области – 1,0 м. Количество осадков в год 564 мм.

Трассировка уличной сети производится по объемлющей грани там, где уклон земли меньше 0,007, и по пониженной грани в тех случаях, где уклон земли больше 0,007.

В основу трассировки положен самотечный режим движения сточных вод при  минимально возможных глубинах заложения  сети. 

                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Определение расчетных расходов сточных вод.

Расчетные среднесуточные расходы  сточных вод следует определять как сумму средних расходов от жилой застройки и промышленного  предприятия. Средние расходы сточных вод от жилой застройки определяются по следующим формулам:

                - для первого района

= = = 16570,6 м³/сут

= = = 690,4 м³/час

= = = 191,8 л/с

                - для второго района

= = = 14553 м³/сут

= = = 606,4 м³/час

= = = 168,4 л/с

 

где Q^ср_сут, Q^ср_ч, Q^ср_с – соответственно среднесуточный, часовой и секундный расходы;

n – расчётное удельное среднесуточное водоотведение;

N – расчётное число жителей, определяется с учётом площади жилой застройки и плотности населения.

Расходы сточных  вод промышленных предприятий складываются из технологических, бытовых, душевых вод, которые определяются по формулам:

                  

                   

                   - технологических вод,

= M ∙ m = 300 ∙29,86 = 8958 м³/сут

= =   = 373,3 м³/час

=  =   = 103,7 л/с

 

 

 

 

 

           - бытовых  вод,

Nобщ = 4100 чел

Nₓ = 70% = 4100 ∙ 0,7 = 2870 чел.

Nᵣ = 30% = 4100 ∙ 0.3 = 1230 чел.

nₓ = 25 л/сут

nᵣ = 45 л/сут

= = = 127,1 м³/сут

= = = 5,3 м³/час

= = = 1,47 л/с

N′общ = 2800 чел

N′ₓ = 70% = 2800 ∙ 0,7 = 1960 чел.

N′ᵣ = 30% = 2800 ∙ 0,3 = 840 чел

= = = 3,62 м³/час

 

где Q^сут_быт, Q^час_быт  - соответственно среднесуточный и часовой расчетные расходы бытовых сточных вод;

25; 45 - нормы водоотведения на  одного рабочего в смену в  горячих и холодных цехах;

N_хол, N_гор- количество рабочих в холодных и горячих цехах;

продолжительность смены 8 ч.

 

 

 

                    - душевых вод,

= ∙ k ∙ z = 1,9 ∙ 3 ∙ 1 = 5,7 м³/сут

= = = 1,9 м³/час

= = = 0,07 л/с

 

Расчётный общий максимальный  расход определяем как произведение соответствующих средних расходов на коэффициенты общей неравномерности

Результаты расчетов сводим в таблицу  2.3.       

 

 

                                                                                               таблица 2.3.

Наименование жилого района	Площадь жилого района	Плотность населения, чел/га	Число жителей, чел/га	Расчетное  удельное среднесуточное водо-отведение, л/сут	Средний суточный расход жилой застройки, л/сут	Средний суточный расход промпредприятия			Суммарные средние расходы			Оющий максимальный коэф-фициент  неравномерности	Максим-альный расход
						Технологических вод, м³/сут	Бытовых вод, м³/сут	Душевых вод, м³/сут	Суточный,м³/сут	Часовой, м³/ч	Секундный,л/с		Часовой, м³/ч	Секундный,л/с
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	285,7	400	114280	145	16570,6	-----	-----	-----	16570,6	690,4	191,8	1,577	1088,8	302,5
2	231	210	48510	300	14553	8958	127,1	5,7	23643,8	986,9	273,6	1,557	1536,6	425,9
∑	516,7		162790		31123,6				40214,4	1677,3	465,4		2625,4	728,4

        

 

 

                              2.4. Определение расчетных расходов коллектора.

 

В ведомость заносим номера кварталов  и площади стока, дающие попутные и боковые расходы на расчетные  участки коллектора.

Определяем модуль стока: q₀ = , м³/сут.га

       - для 1-го района   qₒ = = = 0,67

 

       - для 2-го района   qₒ = = = 0,73

 

 

где n - расчетное удельное среднесуточное водоотведение, м³/сут.чел;

       - плотность населения района, чел/га.

Расчет ведем в табличной  форме, и результаты заносим в таблицу 2.4.

    

2.5. Гидравлический расчёт хозяйственно-фекальных стоков главного коллектора.

 

При расчёте соблюдают следующие  условия:

• Уклоны трубопроводов должны обеспечивать, с одной стороны скорости движения сточных вод не менее самоочищающих, с другой – минимальную глубину заложения труб;
• Наполнение в трубах при расчётном расходе не должно превышать нормативного;
• Скорости движения сточных вод не должны превышать максимально допустимых.

Пользуясь таблицами Лукиных для гидравлического расчёта канализационных коллекторов, и зная расчётный расход и уклон трубопровода, определяем скорость и наполнение.

              Данные заносим в таблицу 2.5.

 

2.6. Проверка на дополнительные расходы.

 

Дальнейшие расчёты ведём в  табличной форме и сводим в таблицу 4.1. расчётные участки проверяем на дополнительный расход посторонних вод. Величина дополнительного расхода определяется по формуле:

,  где

L – общая длина трубопроводов для расчитиваемого сооружения, км;

величина максимального сточного количества осадков, мм, для Сумской области 607 мм [2].

Данные заносим в таблицу 2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Проектирование и расчёт системы К2.

 

Наружная дождевая канализация  предназначена для организованного  и достаточно быстрого отвода выпавших на территории города или промышленного  предприятия атмосферных осадков  или талых вод.

Дождевую сеть проектируем закрытого типа, то есть дождевая вода, стекающая по поверхности, собирается водоотводными лотками, входящими в конструкцию городских дорог и тротуаров, и через дождеприемники поступает в сеть подземных трубопроводов.

Отвод дождевых вод производится самотеком.

3.1. Конструирование системы К1.

В гидравлическом расчёте установлено, что на расчётных участках принимаются  трубы диаметром,  соответствующим  расходу, уклону, наполнению и скорости.

Трубы прокладываются в сухих непросадочных  грунтах. Из условий обеспечения надёжности, долговечности и экономичности назначаем материал труб – железобетонные и керамические.

В спецификации приведены данные о  трубах и их качестве.

Качественные испытания и проверку соответствия установленным размером производят, руководствуясь техническими условиями на приёмку труб по ГОСТ 286-64.

3.2. Выборка элементов колодцев.

Конструирование колодцев производится из железобетонных элементов соответственно по ГОСТ 8020 - 68, в соответствии с «Типовыми проектными решениями».

Исходными данными являются: полная глубина заложения по профилю, диаметры подводящих, и отводящих трубопроводов.

3.3. Гидравлический расчёт дождевой сети.

Определение параметров формулы расхода дождевых сточных  вод.

Расходы стока дождевых вод определяем по формуле:

, л/с,

где А – параметр, определяемый по формуле:

       В зависимости от  и от располоения коллектора показатели степени n и γ принимаем n = 0,67 γ =1,82

 среднее количество дождей  за год. 

 среднее значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна  стока, определяем по формуле:

, где 

Z – коэффициент, характеризующий поверхность бассейна стока.

 

F – расчётная площадь стока, га;

β– коэффициент, определяемый по табл. 11 [1]; β = 0,68

  расчётная продолжительность дождя, определяемая по формуле:

, где

 то же по уличным лоткам  дождеприемника, определяется по  формуле:

, мин

 то же по трубам до  рассчитываемого сечения, определяем по формуле:

, мин;

где длина расчётных участков коллектора, м;

 расчётная скорость течения  сточных вод на участке (в  первом приближении принимаем  V = 1м/с).

По расходу и уклону, используя [4], определяем диаметр трубопровода и скорость течения воды в нём, а также уклон.

Определяем начальную глубину  заложения: