3.Определение концентраций загрязнений сточных вод. Параметры сточных вод.

Загрязнения по своей природе делятся на:

- минеральные(42%)- органические (58%)- бактериальные, биологические;

По физическому состоянию:- нерастворимые- коллоидные- растворимые

Нерастворенные в-ва:- оседающие- взвешенные (норма взвеш. в-в в хоз-быт. сточ водах 65г/чел сут )

Показатели осадка сточных вод: Влажность осадка сточных вод Рmud Зольность осадка – показывает долю неорганических загрязнений S примерно = 0,2-0,3 Беззольное в-во – характеризует наличие органических загрязнений (100-S). БПК – показатель, хар-щий загрязненность ст вод органическими примесями Lмг/л.

Концентрации загрязнений в хоз-быт ст водах опред по формуле:

Сх-б=(Сn*100)/qn, мг/л; Сn– норма на чел загрязнений в сут bn=65 г/чел сут;Ln= 60 г/чел сут – т. 4.1 ткп 202

Концентрация загрязнений в общем стоке, поступающем на ОС:

Сen= (Сх-б *Qwх-б+ΣСпр*Qwпр) / ΣQ, мг/л Qw– м3/сут.

4. Строительство заглубленных сооружений способом «стена в грунте»

Стены подземной части водозабора или за­глубленной насосной станции возводят в траншеях, повторяющих контур стен сооружения и заполненных глинистой суспензией, которая обеспечивает устойчивость их стенок от обрушения на вре­мя разработки траншей и последующего возведения в них конст­рукций стены. Для разработки траншей используют в основном грейферы. Разработку траншей в устойчивых скальных грунтах ведут без применения глинистой суспензии. Монолитные стены в траншее. Перед за­полнением траншеи бетонной смесью проверяют глубину траншеи и очищают ее дно. Процесс возведения монолитных стен в тран­шее включает в себя операции по установке арматуры, укладке бетона, его уплотнению и уходу во время твердения. Железобе­тонные и бетонные монолитные стены в грунте бетонируют мето­дом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) по захваткам длиной 3...6 м. Сборные железобетонныестены. Для установ­ки в траншею применяют панели высотой 10...15 м и массой до 20 т с устройством вертикальных стыков. Панель в траншею, об­рамленную воротником, опускают краном, расположенным за пределами призмы обрушения. Первую панель устанавливают с тщательной выверкой ее, а вто­рую и последующую - с помощью специальных монтажных при­способлений, в том числе направляющих кондукторов по типу применяемых в металлических шпунтах. Заделка стыков между элементами сборных стен, устраиваемых способом «стена в грун­те», имеет, свои особенности. Стыки замоноличивают сверху вниз по мере их обнажения при разработке грунта внутри сооружения. Заделывают стыки методом пневмонабрызга, шприцбетонирования или торкретирования. После полного удаления грунта и замоноличивания стыков на всю высоту устраивают бетонную под­готовку, гидроизоляцию и днище заглубленного сооружения.

Билет 29

1.Конструкции водозаборных скважин и их оборудование. Определение производительности водозаборных скважин при их взаимовлиянии в различных гидрогеологических условиях.

Конструкция водозаборной скважины определяется глубиной залегания водоносных пластов, характером проходимых горных пород, требуемым дебитом. При ее устройстве первую колону обсадных труб опускают на глубину 10…12 метров. Она должна обеспечивать вертикальность скважины. Затем опускают трубы меньшего диаметра (приблизительно на 50 мм) и доводят до нижней границы водоносного слоя и несколько заглубляют в водоупор. После чего устанавливают фильтр.

При большой глубине залегания водоносных пластов. Когда из-за большого сопротивления трения обсадной трубы о грунт не удается достичь необходимых глубин, переходят на трубы меньшего диаметра и таким образом конструкция скважины приобретает телескопический вид.

Таким образом в конструкции скважины можно выделить основные части:

- водоприемная (фильтр);- крепление стенок (обсадные трубы); - устье (оголовок) – выходная часть скважины.

Устье скважины располагают в наземном павильоне, высотой более 2,4 метра или в подземной камере. Диаметр эксплуатационной колоны труб принимают в зависимости от типа применяемых погружных насосов – не меньше номинального диаметра насоса.Верхняя часть колоны обсадных труб должна выступать над полом павильона или подземной камеры не менее чем на 0,5 метра. Оголовок должен быть герметичным, исключающим проникновение в затрубное и межтрубное пространство загрязнений и поверхностных вод.

Д ля откачки из подземных источников большого объ­ема воды применяют групповые водозаборы, состоящие из нескольких скважин. Скважины таких водозаборов в зависимости от принятого расстояния между ними мо­гут работать как взаимодействующие или как невзаимо­действующие. Если же расстояние между скважинами меньше удвоенного радиуса влияния, такие сква­жины при работе взаимодействуют. В результате их дебиты при прочих равных условиях будут меньшими, чем дебиты невзаимодействующих скважин. Чтобы получить тот же объем воды из взаимодействующих скважин, по­нижения уровней воды в них должны быть большими, чем в невзаимодействующих. Поэтому в каждом конкретном случае расстояние между взаимодействующими скважинами групповых во­дозаборов необходимо обосновывать технико-экономи­ческими расчетами. Оно должно соответствовать мини­муму приведенных затрат на добычу и подачу потреби­телям заданного объема воды. В зависимости от местных условий и типа применяемых водозаборов оптимальное расстояние между их скважинами - 20...300 м. При этом меньшие значения относятся к скважинам, пробуренным вдоль уреза воды поверхностных источников, т. е. расположен-ным у границ с Н = соnst или в пласте ограни-ченного типа с граничными условиями I рода, боль­шие — к скважинам, расположенным в неограниченных пластах. Дебит взаимо-действующих скважин может быть най­ден если вместо S скважин подставить их действительное значение S* = Si-ΔSi, где Si — понижение уровня воды в скважине без учета ее взаимодействия с другими скважинами водозабора; ΔSi — срезка уровня воды в центре рассматриваемой скважины, обусловленная ее взаимодействием с други­ми скважинами водозабора.

При произвольном расположении скважин в неогра­ниченном напорном пласте по формуле ФорхгеймераΔSi=(∑Qjln(Rj/rj))/2πKM, где Qj - производительность воздействующей скважины; R - радиус влияния воздействующей скважины; r - расстояние между рассматриваемой и воздействующими скважина­ми.

2. Водоподготовка с использованием флотации. Флотаторы, их расчет и проектирование. Флотация – процесс слипания частиц примесей и диспергированных в воде пузырьков воздуха, образование агрегатов и всплывание их на поверхность воды, с последующим выделением загрязнений. Флотационные установки используются для удаления из сточных вод масел, взвешенных веществ, ПАВ, нефтепродуктов, жиров, смол и других веществ, осаждение которых малоэффективно. Кроме того, флотационные установки могут применяться: для удаления загрязняющих веществ перед биологической очисткой; для отделения активного ила во вторичных отстойниках; для глубокой очистки биологически очищенных сточных вод; при физико-химической очистке с применением коагулянтов и флокулянтов;

Д ля интенсификации процесса флотационной очистки в воду могут дозироваться различные реагенты –коагулянты, флокулянты, вещества для корректировки pH среды. В зависимости от метода насыщения воды пузырьками воздуха или газа различают следующие способы флотационной обработки сточных вод: 1. Флотация с выделением воздуха из раствора (вакуумные, напорные и эрлифтные флотационные установки).2. Флотация с механическим диспергированием воздуха (импеллерные, безнапорные и пневматические флотационные установки).3. Флотационные установки с подачей воздуха через пористые материалы (т.к. барботажные установки).4. Электрофлотация.5. Химическая и биологическая флотация. Флотационные установки могут состоять из одного или двух отделений или камер. В однокамерном аппарате происходят одновременно насыщение жидкости газом и всплывание флотационных загрязнений. В двухкамерном аппарате происходит раздельный процесс насыщения газом в одном отделении, а процесс всплывания и отделения флотационных загрязнений в другом отделении.

Схема камеры пневматической флотационной машины

1-имплер 2-полый вал 3-успокоители 4-пеносъемник

3. Гидравлический расчет сети водоотведения. Проектирование высотной емы. Допустимые скорости, уклоны,наполнения.

Гидравлический расчет заключается в определении диаметров труб на пропуск расчетных максимальных секундных расходов сточных вод с соблюдением допустимых скоростей и наполнения труб.

Величины допустимых скоростей, уклонов и наполнений, соединения труб в колодцах(принимается «шелыга в шелыгу» или « по уровням воды») принимают в соответствии с ТКП.

Во избежание заиливания канализационных сетей расчетные скорости движения сточных вод следует принимать в зависимости от степени наполнения труб и каналов и крупности взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах. Для дождевой канализации при = 0,33 года наименьшую скорость следует принимать 0,6 м/с. Минимальную расчетную скорость движения осветленных или биологически очищенных сточных вод в лотках и трубах допускается принимать 0,4 м/с. Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод следует принимать, м/с: для металлических труб - 8, для неметаллических - 4, для дождевой канализации - соответственно 10 и 7. Расчетную скорость движения неосветленных сточных вод в дюкерах необходимо принимать не менее 1 м/с, при этом в местах подхода сточных вод к дюкеру скорости должны быть не более скоростей в дюкере.

Расчетное наполнение трубопроводов и каналов с поперечным сечением любой формы надлежит принимать не более 0,7 высоты.Расчетное наполнение каналов прямоугольного поперечного сечения допускается принимать не более 0,75 высоты. Для трубопроводов дождевой и общесплавной систем водоотведения следует принимать полное расчетное наполнение.

Наименьшие уклоны трубопроводов и каналов следует принимать в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения сточных вод.

Наименьшие уклоны трубопроводов для всех систем канализации следует принимать для труб диаметрами: 150 мм - 0,008, 200 мм - 0,007. В зависимости от местных условий при соответствующем обосновании для отдельных участков сети допускается принимать уклоны для труб диаметрами: 200 мм - 0,005, 150 мм - 0,007.

Уклон присоединения от дождеприемников следует принимать 0,02.

Расчет сети ведется в следующем порядке: - на расчетном участке определяется средний уклон поверхности земли;

- в соответствии с уклоном поверхности земли определяется диаметр труб на пропуск расчетного расхода с соблюдением допустимых скоростей и наполнений труб; - по направлению течения потока сточных вод скорости должны оставаться неизменными или возрастать. Если это условие не выполняется, то для гашения скорости предусматривается устройство перепадного колодца; - гидравлический расчет рекомендуется производить параллельно с построением продольного профиля проектируемого коллектора. - перед построением продольного профиля производится определение начальной глубины заложения водоотводящей сети.

При расчете сети допускается, что расчетный расход сточных вод поступает вначале расчетного участка, а режим движения жидкости в расчетных участках сети равномерный.

Определение начальной глубины заложения канализационной сети

Начальная глубина заложения лотка проектируемого коллектора определяется с учетом возможности присоединения к нему внутриквартальной сети по формуле:

Ннач = h + il + (Z1 - Z д.т.) + Δd , м

Где h – начальная глубина заложения внутриквартальной сети, определяемая в зависимости от глубины промерзания грунта и диаметра внутриквартальной сети.

h=hпром-0,3 м

Z1 – отметка поверхности земли в расчетной начальной точке коллектора. Zд.т. – отметка поверхности земли в диктующей точке.

i – минимально-допустимый уклон внутриквартальной сети, равный 0,008 l – длина внутриквартальной сети от диктующей до расчетной точки.

Δd – разница диаметров внутриквартальной и уличной сетей.

Вычисленная глубина заложения сети должна быть не меньше глубины заложения, определенной исходя из условий предохранения труб от механических повреждений наземным транспортом: Нmin≥(0,7+d), м где d – диаметр коллектора.

Проектирование высотной схемы канализационных сетей заключается в составлении продольного профиля коллектора, в назначении начальных глубин заложения сети, уклонов и отметок в местах сопряжения труб в соединительных колодцах и камерах. Профиль составляют одновременно с гидравлическим расчетом канализационной сети.

Вначале вычерчивают в установленных масштабах профиль поверхности земли по трассам проектируемых сетей. На профиль переносят с плана расчетные точки, определяют длину расчетных участков.

Затем определяют начальное заглубление уличной сети и выявляют участки сети, диктующие наибольшую или наименьшую глубину заложения коллектора.

При проектировании высотной схемы прокладки сетей необходимо стремиться к тому, чтобы обязательно соблюдались самоочищающие скорости и не было больших заглублений сети

Иногда целесообразно изменять трассировку, смещая ее по горизонталям и проверяя по нормативам минимальные скорости для данного диаметра труб с тем, чтобы выбрать наиболее выгодное заглубление коллектора.

Необходимые уклоны назначают по уклону местности. При плоском рельефе назначают минимальные уклоны.

Соединение труб в колодце по высоте принимают в соответствии с отметками уровня в них воды, не допуская подпора в лежащих выше участках сети.

Существуют два способа соединения труб по высоте: по уровням воды и по шелыгам труб (шелыга в шелыгу). Шелыга (верхняя образующая свода) трубы меньшего диаметра должна совпадать с шелыгой трубы лежащего ниже участка.

Трубопроводы разных диаметров соединяют в колодцах, как правило, по шелыгам труб. Во всех случаях дно лотка присоединяемых труб не должно быть ниже лотка отводящей трубы.

Соединение труб различных диаметров по уровням воды следует рекомендовать в тех случаях, когда соединение по шелыгам вызывает излишнее заглубление сети (при плоском рельефе).

4. Многоковшовые экскаваторы: цепные и роторные. Схемы разработки грунта. е) целесообразно применять при разработ­ке мягких грунтов, а роторные (рис б) -- грунтов повышен­ной прочности, в том числе мерзлых. Экскаваторы, предназна­ченные для копания траншей глубиной более 2,5 м в сыпучих грунтах, оснащаются дополнительным оборудованиемдля обра­зования откосов ( рис а). В водопроводном строительстве наибольшее распространение получили скребковые двухцепные экскаваторы способные отрывать траншеи глубиной до 4 м, шириной по дну 0,8 и 1,1 м и шириной поверху до 2,8 м в грун­тах 1...3 групп. Однако они недостаточно производительны.Поэ­тому для рытьятраншей при строительстве магистральных водо­водов большой протяженности целесообразнее использовать более производительные и надежные в работе роторные экскаваторы, которые могут разрабатывать траншеи глубиной до 2,5 м в грун­тах 1...4 групп, а также в мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1,1...1,5 м. Роторные экскаваторы допускают боль­шие усилия на кромках зубьев ковша, чем цепные, а также более высокие скорости резания грунта, вследствие чего производитель­ность их достигает 500 м3/ч. Разработку траншей с вертикальными стенками роторными и цепными экскаваторами в связных грунтах (суглинках, глинах) для укладки трубопроводов плетями на глубину до 3 м можно производить без крепления. Траншею можно разрабатывать од­ним или одновременно несколькими роторными или цепными эк­скаваторами с выделением каждому из них захватки длиной 1...5 км. Оставшиеся перемычки грунта между захватками разра­батывают одноковшовыми экскаваторами. Возможны также спо­собы разработки траншей без перемычек. При первом из них для выхода экскаватора из траншеи применяют специальный настил, уложенный поперек, по которому экскаватор с поднятым в транс­портное 'положение рабочим органом перемещается с разворотом и выходит из забоя для перехода па следующую захватку. При другом способе экскаваторы отрывают траншею парами. Когда второй экскаватор доходит до траншеи, разработанной первым, он полностью дорабатывает свою захватку и соединяет ее с пер­вой, а затем на транспортной скорости догоняет первый экскава­тор, который выходит из траншеи, уступая свое место второму, а сам перемещается вперед и становится на новую захватку и т. д. Если необходимо рытье траншей более глубоких, чем позво­ляют возможности выпускаемых многоковшовых экскаваторов, их разрывают комбинированным способом в несколько этапов. Вна­чале до определенной глубины делают выемку с помощью буль­дозеров или скреперов, а затем с использованием многоковшовых экскаваторов (рис в...д).

Многоковшовые траншейные экскаваторы по типу основного рабочего оборудования подразделяются на цепные и роторные.