RU2000397C1 - Система канализации - Google Patents

Abstract

Использование: системы канализации. Сущность изобретени : напорный трубопровод соединен с резервуаром дополнительным трубопроводом, диаметр которого установлен из услови  пропуска максимальной величины притока сточных вод к насосной станции за вычетом средней величины притока сточных вод. а днище емкости расположено не ниже максимального уровн  в подвод щем самотечном коллекторе.4 ил.

Description

Изобретение касаетс  регулируемых систем канализации.

Оно может быть использовано при проектировании и строительстве канализационных систем любого назначени  как при новом строительстве, так и при решении задач увеличени  мощности существующих систем канализации. Наиболее целесообразна  область использовани  - проектируемые и существующие системы хоз йственно-бытовой канализации городов и поселков.

Известна система канализации, содержаща  насосную станцию перекачки сточных вод с подвод щим коллектором, напорным водоводом и аварийным резервуаром , днище которого располагаетс  на отметках , обеспечивающих опорожнение резервуара после аварии в лоток подвод щего коллектора

При аварии подвод щий коллектор отключаетс  от насосной станции и канализационной сток одновременно заполн ет как резервуар, так и подвод щий коллектор. После включени  насосной станции происходит опорожнение резервуара и его промывка (Рабочий проект Н260.Р2-0-ПЗ, т2, институт МосводоканалНИИПроект , Аварийный резервуар дл  канализационной насосной станции N 2 в Крылатском Москва . 1986г.).

Недостатком этой системы канализации  вл етс  возникновение подпора в подвод щем коллекторе при заполнении резервуара и нарушение гидравлического режима работы самотечных сетей бассейна насосной станции перекачки в зоне распространени  подпора; необходимость в организации специальной системы смыва и последующей санитарной обработки после каждого цикла наполнени  - опорожнени  резервуара; заглубление днища резервуара на уровень заглублени  лотка подвод щего коллектора

Наиболее близкой по технической сущности  вл етс  система канализации, где в зависимости от назначени  регулирующий резервуар размещаетс  перед насосной станцией. Резервуар опорожн етс  насосной станцией. (В.И.Калицун, Водоотвод 1ЧЭ

о о

о со ю VJ

о

щие системы и сооружени . М.. Стройиздат, 1987, Втора  схема компоновки рис. 11.35,6) §61, с. 264).

Недостатки прототипа следующие: расположение регулирующего резервуара перед канализационной насосной станцией перекачки вызывает необходимость заглублени  его днища на 5-6 м ниже лотка самоечного , подвод щего к насосной станции коллектора, из которого стоки поступают в резервуар. Это значительно увеличивает стоимость строительства и эксплуатации резервуара; прием в резервуар хоз йственно- бытовых и промышленных стоков, не прошедших первичную механическую обработку; об зательна  последующа  откачка насосной станцией стоков из резервуара; необходимость дополнительного относительно подвод щего коллектора заглублени  насосной станции как минимум на 5-6 м. Очень ограниченна  область использовани  в существующих системах канализации . Практическа  область применени  - ливнева  канализаци .

Предлагаема  система канализации имеет при сравнении с прототипом следующие отличительные признаки: напорный водовод от канализационной насосной станции перекачки соединен с регулирующей емкостью дополнительным трубопроводом , обеспечивающим подачу сточных вод в емкость в часы максимальной загрузки последующих элементов канализационной системы, с интенсивностью(дмакс.-Чср.), где Цмакс. - максимальна  величина притока сточных вод на насосную станцию; рср. - средн   величина притока сточных вод. т.е. регулирующа  емкость располагаетс  после насосной станции.

Днище регулирующей емкости расположено не ниже максимального уровн  воды в подвод щем коллекторе или в любом другом самотечном канализационном коллекторе , проход щем достаточно близко от насосной станции перекачки и транспортирующим сточные воды мину  насосную станцию, куда предполагаетс  самотечное опорожнение емкости без перекачки насосной станцией.

Преимущества предложенной системы канализации по сравнению с аналогом и прототипом следующие: подача сточных вод в регулирующую емкость от напорного водовода насосной станции перекачки позвол ет создать легко управл емые процессы наполнени  емкости и изменени  величины нагрузки на последующие элементы канализационной системы с малым шагом изменени  величины расхода: обеспечиваетс  возможность не заглубл ть емкость более того, чем это необходимо дл  баланса земл ных работ. Отсутствуют многие ограничительные требовани  к месту расположени  емкости относительно насосной станции и при этом обеспечиваетс  воз- можность полного опорожнени  резервуара даже при максимальном уровне воды в подвод щем к насосной станции коллекторе; высотное положение емкости поэвол ет осуществл ть ее самотечное опорожнение не только в подвод щий коллектор к насосной станции, но и в любой другой самотечный коллектор, транспортирующий сточные воды, мину  насосную

станцию, т.е. без дополнительной перекачки при любом наполнении в самотечном коллекторе; сточные воды поступают в регулирующую емкость после первичной механической обработки их в соответствующих

устройствах канализационной насосной станции перекачки; заполнение регулирующей емкости не сопровождаетс  изменением гидравлического режима работы подвод щего к насосной станции коллектора; удельный показатель стоимости строительства предлагаемой системы канализации значительно ниже аналогичного показател  по прототипу, так как не требуетс  дополнительного заглублени  ни

самой емкости, ни насосной станции.

Сравнительный анализ известных и предлагаемого технических решений пока- зывает, что оно  вл етс  новым, имеет изобретательский уровень и промышленно

применимо в области канализации. Предлагаема  система канализации - техническое решение по изменению сложившейс , традиционной структуры канализационных систем за счет включени  в эти системы такого

комплексного структурного элемента, как насосна  станци  перекачки и регулирующа  емкость после насосной станции, в результате чего в наибольшей степени реализуетс  иде  построени  регулируемых

канализационных систем, что позволит осуществить разгрузку сооружений канализации в часы их максимальной загрузки.

На фиг. 1 представлена технологическа  схема системы канализации, план; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - показаны режим притока сточных вод на насосную станцию и режим подачи насосной станции в канализационную систему при использо- вании регулирующей емкости: на фиг.4 - на графике совместной работы насосов и водоводов показана параллельна  подача насосной станции в водоводы и в регулирующую емкость, расположенную после насосной станции.

Система канализации, содержит самотечный коллектор 1, подвод щий сточные воды к насосной станции, приемна  камера 2 на подвод щем коллекторе, смотровой колодец 3 перед входом коллектора в насос- ную станцию 4, напорный водовод 5 от насосной станции перекачки, камера с расходомером 6 на водоводе, камера задвижек 7 на водоводе, камера с расходомером 8 на дополнительном трубопроводе 9, соедин - ющем напорный водоводе резервуаром, регулирующа  емкость 10 в виде закрытого полузаглубленного резервуара, труба опорожнени  11 резервуара, камера задвижек и щитовых затворов 12 в системе опорожне- ни  резервуара, отводной канал 13 в системе опорожнени  резервуара, соедин ющий резервуар с подвод щим коллектором, пе- репадной колодец 14с щитовым затвором и водоизмерительным постом, переливна  труба 15 из резервуара.

На фиг.З показаны режим притока сточных вод на насосную станцию и режим подачи насосной станцией в последующие элементы канализационной системы, ха- рактерна  точка 3 пересечени  кривых 1 и 2.

На фиг.4 показаны: характеристика H(Q) одного насоса 1, совместна  параллельна  работа двух 2 и трех 3 насосов, характеристика H(Q) 4 водоводов от насосной станции перекачки, характеристики H(Q) трубопроводов подающей в резервуар системы 5, 6. 7; рабоча  точка 8, определ юща  подачу насосной станции, совмещен- ные характеристики Н(0) водоводов и труб подающей в резервуар системы 9 и 10 при различных режимах подачи сточных оод в сеть и в резервуар.

Технологический процесс в предлагав- мой канализационной системе осуществл етс  следующим образом.

Сточные воды через подвод щий коллектор 1 поступают на канализационную насосную станцию перекачки 4 в режиме их естественного притока и подаютс  в напорные водоводы 5. В те часы суток, когда величина притока сточных вод на насосную станцию превышает величину средней загрузки qcp.. сточные воды через трубопро- вод 9 с избыточным напором подаютс  в резервуар 10. Интенсивность подачи насосной станции как в водоводы, так и в резервуар , измер етс  в расходомерах 6 и 8. Поступление сточных вод в резервуар осу- ществл етс  в течение всего интервала вре- мени суток, пока крива  1 по фиг.1 располагаетс  выше кривой 2. Регулирование подачи сточных вод в резервуар осуществл етс  устройствами системы подачи

регулирующей емкости. В интервале времени суток, когда крива  I (см. фиг.З) располагаетс  ниже кривой 2. происходит самотечное опорожнение резервуара 10 через трубы 11 и 13 с использованием запор- но-регулирующих устройств в камерах 12 и 14 в камеру 2 подвод щего коллектора 1. В колодце с водоизмерительным постом 14 осуществл етс  измерение расхода Посто нное измерение расхода в камерах 6, 8 и 14 позволит в любой момент времени определить подачу насосной станции 4 в последующие элементы канализационной системы, перекачку насосной станции 4, подачу в резервуар 10 и поступление стоков из резервуара 10 в коллектор 1.

Так как днище резервуара 10 располагаетс  выше максимального уровн  воды в подвод щем коллекторе 1, при любом режиме загрузки подвод щего коллектора 1 можно обеспечить любую интенсивность самотечного опорожнени  резервуара 10 в коллектор 1. Кроме этого, аналогичную процедуру опорожнени  резервуара 10 можно осуществить в любой другой самотечный коллектор, достаточно близко проход щий от насосной станции 4 и транспортирующий сточные воды мину  насосную станцию 4, так как заглубление днища резервуара может быть незначительным,

При притоке на насосную станцию 10 расхода в интервале (РМИН . qcp) работают два насоса 2 и в коллектор 1 сточные воды поступают из резервуара 10 с интенсивностью , обеспечивающей загрузку насосной станции 4 до величины расхода, равного qcp: при притоке сточных вод в интервале изменени  расхода (qcp . Ямакс.) работают три насоса 3 и насосна  станци  осуществл ет подачу расхода qcp. в сеть и некоторый циркулирующий объем стоков - в резервуар 10, опорожн ющийс  в это же врем  в подвод щий коллектор 1 с интенсивностью, равной величины циркулирующего расхода, до загрузки насосной станции 4 до величины расхода qMaicc. В канализационную систему в последующие после насосной станции 4 сооружени  в течение всего времени работы насосной станции подаетс  расход qcp.. т.е. подача насосной станции 4 в канализационную сеть равномерна в течение суток.

При переполнении резервуара 10, сточные воды поступают в канал 13 через переливные трубы 15. Запорные устройства в 7 обеспечивают отключение как водовода 5. так и трубопровода 9. Щитовыми зэтворами в камерзх 12 и 14 регулируетс  интенсивность опорожнени  резервуаре 10.

Около точки 3 - точки пересечени  кривых 1 и 2 по фиг. 1, осуществл етс  последн   стади  опорожнени  резервуара в процедуре цикла его опорожнени .

Технический эффект предложенной системы канализации следующий: максимальный линейный размер фракций взвешенных веществ, содержащихс  в сточных водах, поступающих в регулирующую емкость, не превышает максимального линейного размера проточного канала между лопатками рабочего колеса насоса насосной станции. Дл  первичной механической обработки сточных вод используютс  устройства насосной станции перекачки; подача сточных вод в регулирующую емкость с избыточным напором делает возможным использование системы подачи сточных вод в емкость в качестве устройств дл  смыва выпавшего в емкости осадка; расшир етс  область использовани  регулирующей емкости в структуре канализационных систем, так как уменьшаетс  количество ограничительных условий; значительно уменьшаетс  удельный показатель стоимости строительства и эксплуатационных затрат, особенно дл  канализационных систем, подлежащих рас- ширению или реконструкции.

Исходные данные дл  расчетов; Qnp. - суточна  производительность системы канализации , данные по насосному оборудованию канализационной насосной станции перекачки; совмещенные характеристики H(Q) насосной станции и водоводов.

Вычисл емые параметры; Кчас. - коэффициент часовой неравномерности притока сточных вод или требуема  степень умень- . шени  его величины; Л/рез. - обьем регулирующей емкости; AQnp.(i) - прирост производительности в l-м элементе канализационной системы, относительно которого проведено зарегулирование канализацион- кого стока; максимальна  интенсивность подачи сточных вод в регулирующую емкость и диаметр подающего в емкость трубопровода; максимальна  интенсивность опорожнени  регулирующей емкости и диа- метр труб опорожнени ; оценка экономии затрат на строительство и эксплуатацию при использовании предложенного устройства:

а)при новом строительстве канализа- ции;

б)при расширении и реконструкции существующих канализационных систем.

Рабочие формулы и расчетные схемы.

Дл  существующих канализационных систем Кчэс. определ етс  как случайна  величина обеспеченности р 0.30-0,25%.

Дл  новых канализационных систем Кчас. определ етс  с использованием норм

проектировани : СНиП 2.04.03-85. Канализаци . Наружные сети и сооружени .

Wpes. К(Кчас.) X Оср.час. X КСут., ТЫС.М3,

где Оср.час - величина среднечасового притока суточных вод, тыс.м /час;

КСут. - коэффициент суточной неравномерности притока сточных вод;

К(Кчас.) СМ. ВЫВОД.

Кчэс. 1.05 1,10 1,15 1.20 1,25 1,30 1.35 1,40 1.45 1,501,55 1,60

К(Кчас.) 0,30 0,50 0,75 1.10 1,45 1.802,15 2,553.003.554,205.20

AQnp.(i) - Qnp. X (1 - 1/(Кчас) X Кчас.(()/Кчас. ТЫС.М3/СуТ,

где Кчас.(1) - коэффициент часовой неравномерности притока сточных вод в l-м элементе канализационной системы, относительно которого проведено зарегулирование канализационного стока.

Максимальна  интенсивность опорожнени  резервуара равна

(qcp. - Пмин), где qcp. и QMMH - соответственно величины среднего и минимального притока сточных вод на насосную станцию перекачки, м/с.

do™. f(qcp. - рмин., АН), где АН - перепад отметок зеркала воды в резервуаре и в коллекторе.

Максимальна  интенсивность подачи сточных вод в резервуар - (Ямакс. - qcp.), где дмакс. и qcp. - соответственно величины максимального и среднего притока сточных вод на насосную станцию, м/с.

dtp. f(qM3Kc. - qcp., Hp). где dtp. - диаметр дополнительного трубопровода , соедин ющего напорный водовод насосной станции с резервуаром;

Нр. - располагаемый напор в напорном водоводе насосной станции.

Эн.стр. - 1,25 X {Кстр. - Крез.) X (1 - 1 /Кчас.), где Эн.стр. - оценка экономии затрат на строительство и эксплуатационных расходов за 5 лет;.

Кстр. - сметна  стоимость нового строительства всей канализационной системы:

Крез. - сметна  стоимость строительства регулирующей емкости;

Эрек. - 1.25 X Ф X (1 - 1 /Кчас) - Крез.,

где Эрек. - оценка экономии затрат на строительство и эксплуатационные расходы за 5 лет при реконструкции или расширении канализационной системы:

Ф - приведенна  к сроку окончани  строительства стоимость основных фондов сооружений канализации, относительно которых решаетс  задача зарегулировани  канализационного стока.

Расчеты показывают, что использование в традиционных структурах канализационных систем предлагаемого устройства, позволит практически решить задачу зарегулировани  канализационного стока в диапазоне изменени  коэффициента часовой неравномерности и создани  регулируемых канализационных систем.

Экономи  затрат на строительство и эксплуатацию канализации, по оценкам дл  сооружений московской канализации, составит: при новом строительстве канализации - до 50%: при реконструкции или расширении - до 97%,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Система канализации, содержаща  насосную станцию перекачки сточных вод,

   0

   подвод щий самотечный коллектор, регулирующую емкость в виде закрытого резервуара , соединенного с подвод щим самотечным коллектором, отвод щий напорный трубопровод, отличающа с  тем, что она снабжена дополнительным трубопроводом , соедин ющим напорный трубопровод с резервуаром, при этом диаметр дополнительного трубопровода установлен из услови  пропуска максимальной величины притока сточных вод к насосной станции за вычетом средней величины притока сточных вод, а днище емкости расположено не ниже максимального уровн  воды в подвод щем самотечном коллекторе.

   1 гI V

   ФилЬтр-поглототмЬ/Ф«/2. /

   Фи/Иггурйглоах пелЬ

   g

   « о v о Xg

   Фие.4

   макс.