Антоненко И.В., Васильев В.И., Сперанский В.С. Основы проектирования систем водоснабжения и водоотведения

Подождите немного. Документ загружается.

симости от степени загрязнения, обусловленного характером производства. При-

нимаем (по п.2.4 СНиП [13]): 7 человек на одну душевую сетку на машинострои-

тельном заводе и 15 человек на одну душевую сетку на радиозаводе.

Расход воды в одну смену определяется по формуле:

= n

дс

× q

дс

× 0,001 м

/смену,

где n

дс

– число душевых сеток.

Таблица 10

Расход воды на душевые нужды, м

/сут.

Предприятие Смена

Кол-во рабо-

тающих в

смену

Кол-во поль-

зующихся

душем

Кол-во чело-

век на 1 сетку

Кол-во душе-

вых сеток

Расход в

смену, м

4500 3000 7 429 160,88

2480 790 7 113 42,38

Машинострои-

тельный завод

Итого

245,64

6800 4960 15 331 124,13

5200 4040 15 270 101,25

Радиозавод

Итого

225,38

В) Определение расхода воды на технологические нужды

Расход воды на технологические нужды составляет сумму расходов на все тех-

нологические операции данного предприятия. В соответствии с п. 5.1 расходы на

технологические нужды по данным технологов составляют:

на машиностроительном заводе – 7800 м

/сут (за 3 смены);

на радиозаводе – 7890 м

/сут (за 2 смены).

Г) Определение общего расхода воды на промышленных предприятиях

Общий расход воды на промышленных предприятиях за сутки определяется

как сумма всех расходов:

= Q

+ Q

х-п

+ Q

техн.

/сут.

на машиностроительном заводе – 8364,54 м

/сут.

на радиозаводе – 8415,38 м

/сут.

5.2.5. Определение расхода воды на пожаротушение

Этот расход определяется в зависимости от числа жителей и характера за-

стройки по СНиП [13]:

расчетное число пожаров – n

= 2;

расход воды на 1 пожар жилого здания – q

пж

= 35 л/с;

продолжительность тушения пожара – 3 часа.

Расход воды на наружное пожаротушение на промышленном предприятии за-

висит от площади предприятия, объема зданий, степени их огнестойкости и кате-

гории производства по пожарной опасности. Принимаем норму расхода воды на 1

пожар промышленного здания (машиностроительный завод) q

пп

=20 л/с и на 1 по-

жар промышленного здания (радиозавод) q

пп

= 10 л/с.

При наличии в городе промышленных предприятий общий расход на пожаро-

тушение определяется как сумма большего необходимого расхода плюс половина

меньшего необходимого расхода.

Общий расход на наружное пожаротушение:

пож.нар.

= 2 × 35 + 2 × (20 + 10)/ 2 = 100 л/с.

Расход воды на внутреннее пожаротушение принимают (по СНиП [13], табл. 2)

из расчета одновременного действия двух пожарных струй по 2,5 л/с:

пож.вн.

= 2,5 × 2 = 5 л/с

Общий расход воды на пожаротушение в городе и на предприятиях:

пож

= Q

пож.нар.

+ Q

пож.вн.

= 100 + 5 = 105 л/с.

5.2.6. Общий расчетный расход воды в городе в сутки наибольшего водо-

потребления

Общий расход воды в городе – это сумма всех необходимых расходов, кроме

расхода на пожаротушение, т.к. этот объем должен храниться в водонапорном ба-

ке или в специальных резервуарах:

расход воды на хозяйственно-питьевые нужды – 60219,18;

расход воды на нужды бань – 2304;

расход воды на нужды прачечных – 2700;

расход воды на поливку улиц – 1912;

расход воды на машиностроительном заводе – 8364,54;

на радиозаводе – 8415,38

Итого: – 83915,10 м

/сут

5.2.7. Определение суммарных расходов

Распределение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения при-

нято с учетом ранее рассчитанного коэффициента часовой неоднородности К

1,4 (см. формулу 5 и табл. 3).

На машиностроительном и радиозаводе имеются свои резервуары и насосная

станция, вода из городского водопровода будет поступать в эти резервуары при-

мерно равномерно в течение каждой смены, расходоваться она будет на техноло-

гические нужды по графику завода. При К

= 1 технологические расходы распре-

деляются равномерно в течение суток. При К

= 1,2 и двухсменном режиме рабо-

ты предприятия в первую (дневную) смену расходуется 60 % воды от суточного

расхода, а во вторую – 40 %.

Распределение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды на промыш-

ленных предприятиях производится с учетом коэффициента неравномерности К:

для «холодных» цехов К = 2,5; для «горячих цехов» К = 3 (см. табл. 5).

Распределение расхода воды на душевые нужды по часам смены производится

по табл. 7.

С учетом всего этого составляется таблица распределения расходов воды в го-

роде по часам суток наибольшего водопотребления (табл. 11) и определяется в час

наибольшего расхода воды.

Таблица 11

Распределение расходов воды в городе по часам суток наибольшего водопотребл

ния

2,401

2,514

2,158

2,265

3,130

3,719

4,022

5,387

5,034

5,706

5,029

4,898

4,662

4,490

4,547

4,568

4,444

4,129

4,655

4,809

4,864

4,736

4,537

3,296

100,000

Суммарные расхо-

ды города

2014,646

2109,437

1810,556

1900,886

2625,734

3120,617

3375,149

4520,529

4224,481

4788,321

4220,148

4110,333

3912,329

3768,006

3815,351

3832,961

3729,604

3465,237

3906,556

4035,111

4081,309

3974,325

3807,327

2766,129

83915,08

Душе-

вые

расхо-

ды, м

—

33,515

57,1

—

27,338

46,575

225,38

Хозяйственно-

питьевые рас-

ходы «холод-

ных» цехов, м

—

10,625

21,25

31,875

10,625

21,25

31,875

8,125

16,25

24,375

8,125

16,25

24,375

300

Радиозавод

Техноло-

гические

расходы,

—

591,75

394,5

—

7890

Душе-

вые

расхо-

ды, м

19,495

—

11,443

19,495

—

43,438

74,005

—

11,443

245,643

«горячие»

цеха

7,465

5,748

7,465

10,845

14,085

5,748

185,402

Хозяйственно-питье-

вые расходы, м

«холод-

ные» цеха

6,656

2,219

4,438

6,656

2,219

4,438

6,656

3,906

7,813

11,719

3,906

7,813

11,719

2,219

4,438

6,656

2,219

4,438

133,506

Машиностроительный завод

Техноло-

гические

расходы,

325

7800

Прачеч-

ные, м

—

168,75

—

2700

Бани,

—

144

—

2304

Поливка,

—

318,66

—

318,66

—

1911,97

1656,03

1776,47

1475,37

1565,7

2288,33

2468,99

2709,86

2950,74

3522,82

2950,74

2830,3

2649,64

2468,99

2649,64

2589,42

2408,77

2529,21

2649,64

2709,86

2890,52

2709,86

2348,55

60219,18

Хозяйственно-

питьевые расхо-

ды города

2,75

2,95

2,45

2,6

3,8

4,1

4,5

4,9

5,85

4,9

4,7

4,4

4,1

4,4

4,3

4,2

4,4

4,5

4,8

4,5

3,9

100

Часы

суток

0…1

1…2

2…3

3…4

4…5

5…6

6…7

7…8

8…9

9…10

10…11

11…12

12…13

13…14

14…15

15…16

16…17

17…18

18…19

19…20

20…21

21…22

22…23

23…24

Итого:

Час наибольшего потребления воды: 9¼10 ч (5,706 %).

Строим график водопотребления: (см. рис. 2).

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Часы суток

сут.max

, %

Расход воды городом

График работы насосной станции I подъема

График работы насосной станции II подъёма

Рис. 2. График водопотребления

5.2.8. Режим работы насосной станции 2-го подъема

Режим работы насосной станции 2-го подъема обычно принимается ступенча-

тым за счет изменения количества работающих насосов. График работы насосной

станции должен по возможности приближаться к графику водопотребления: в

этом случае объем бака водонапорной башни будет наименьшим. Однако по усло-

виям эксплуатации насосных станций число ступеней должно быть не больше

трех. Обычно число ступеней насосных агрегатов принимается равным 2 для го-

рода с расходом воды 50…60 тыс. м

в сутки. При этом регулирующая емкость

бака водонапорной башни должна быть от 2,5 до 6 % от суточного расхода горо-

да. В нашем примере принято две ступени работы насосной станции 2-го подъема:

в периоды с 0 до 5 часов и с 21 до 24 часов часовая производительность насосов

будет составлять 2,5 %, а в период с 5 до 21 часов – 5,0 % от общего расхода воды

(см. рис. 2 и табл. 12). Общая подача воды насосами в сеть:

2,5 % × 8 + 5,0 % × 16 = 100 %.

5.2.9. Определение ёмкости бака водонапорной башни

Объем бака водонапорной башни:

= V

+ V

где V

– регулирующая емкость, м

– противопожарный запас воды, м

Таблица 12

Определение регулирующей емкости бака водонапорной башни

(в % от суточного расхода)

Часы су-

ток

Расход воды горо-

дом

Подача воды на-

сосами

Поступление воды в бак

и расход воды из бака

Остаток воды в

баке

0…1

2,401

2,500

0,099

1…2

2,514

2,500

0,014

0,085

2…3

2,158

2,500

0,342

0,427

3…4

2,2

2,500

0,235

0,662

4…5

3,130

2,500

0,630

0,032

5…6

3,719

5,000

1,281

1,313

6…7

4,022

5,000

0,978

2,291

7…8

5,387

5,000

0,387

1,904

8…9

5,034

5,000

0,034

1,870

9…10

5,706

5,000

0,706

1,164

10…11

5,029

5,000

0,029

1,135

11…12

4,898

5,000

0,102

1,237

12…13

4,662

5,000

0,338

1,575

13…14

4,490

5,000

0,510

2,085

14…15

4,547

5,000

0,453

2,538

15…16

4,568

5,000

0,432

2,970

16…17

4,444

5,000

0,556

3,526

17…18

4,129

5,000

0,871

4,397

18…19

4,655

5,000

0,345

4,742

19…20

4,809

5,000

0,191

4,933

20…21

4,864

5,000

0,136

5,069

21…22

4,736

2,500

2,236

2,833

22…23

4,537

2,500

2,037

0,796

23…24

3,296

2,500

0,796

0,000

Итого:

100,00

100

,000

0,00

–

Регулирующая емкость бака водонапорной башни (в % от суточного расхода)

определяют путем совмещения графиков водопотребления и работы насосной

станции (табл. 12). Из табл. 12 видно, что максимальный остаток воды в баке (или

регулирующая емкость) составляет 5,069 % от суточного расхода воды, или

.м66,4253

100

08,83915069,5

В баке водонапорной башни предусматривается также хранение противопо-

жарного запаса воды на тушение одного наружного и одного внутреннего пожара

в течение 10 мин (п. 9.5. СНиП [13]), т.е.

,м63

1000

6010)5100(

1000

t)QQ(

.вн.пож.нар.пож

пож

××+

где 60 – перевод мин в с.;

10 – время тушения пожара, мин.;

1000 – перевод литров в м

Общий объем бака водонапорной башни:

= 4253,66 + 63 = 4316,66 м

Принимаем водонапорную башню с баком ёмкостью 4500 м

. Поскольку в рос-

сийской практике таких типовых башен нет, придется строить её по индивидуаль-

ному проекту.

5.2.10. Определение ёмкости резервуаров насосной станции 2-го подъема

Общий объем резервуаров у насосной станции 2-го подъема определяется по

формуле:

рез

= W

рег

+ W

н.з

+ W

ст

где W

рег

– регулирующая емкость, м

;

н.з

– неприкосновенный противопожарный запас воды на тушение всех

расчетных пожаров, м

;

ст

– запас воды на промывку фильтров и другие собственные нужды очи-

стной станции, м

Регулирующая емкость резервуаров W

рег

определяется (в % от суточного рас-

хода воды) путем совмещения графиков работы насосной станции 1-го подъема и

насосной станции 2-го подъема. В данном примере W

рег

– это площадь графика

(см. рис. 2) между линиями поступления воды со стороны очистных сооружений в

количестве около 4,17 % от суточного расхода и откачки ее из резервуара насос-

ной станцией 2-го подъема (5,0 % от суточного) в течение 16 часов (от 5 до 21 ча-

сов). Переводя эту площадь из процентов в м

, получаем

.м923,11143

100

08,8391516)17,40,5(

рег

Неприкосновенный противопожарный запас воды определяется по формуле:

+-×=

ччсрпожзн

мqQQ3W ,)(

max.....

где Q

пож

– часовой расход на тушение пожаров,

пож

= 3,6 × 105 = 378 м

/ч;

ср.ч.

– часовой расход воды, поступающей в резервуары со стороны

очистных сооружений,

ср.ч.

= Q

сут. max

/24 = 83915,08/24 = 3496,462 м

/ч;

ч.max

– суммарный расход воды за 3 часа наибольшего водопотребле-

ния. В данном примере это суммарный расход воды городом с

7 до 10 часов (табл. 11),

ч.max

= 13533,331 м

н.з.

= 3 × (378 – 3496,462) + 13533,331 = 4177,946 м

Объем воды на собственные нужды очистной станции W

ст

рассчитывается на

две промывки при промывке одного фильтра или на три промывки при одновре-

менной промывке двух фильтров. Величину W

ст

определяют после расчета водо-

очистной станции с учетом типа и площади фильтров, а также интенсивности их

промывки. Ориентировочно ее можно принимать равной W

ст

= (0,01…0,015) ´

´ Q

сут .max

. Для данных условий принимаем объем воды на нужды станции равным

1,5 % от Q

сут .max

, т.е.

ст

= 0,015 Q

сут .max

= 0,015 × 83915,08 = 1258,726 м

Общий объем резервуаров составит

рез

= 11143,923 + 4177,946 + 1258,726 = 16580,595 м

Согласно имеющимся типовым проектам (Приложение 1), принимаем два ре-

зервуара марки РЕ-100М-90 ёмкостью 9000 м

каждый по типовому проекту 901-

4-62,83

5.3 РАСЧЕТ СЕТЕЙ ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДА

5.3.1. Выбор системы и схемы водоотведения

В соответствии с заданием проведен расчет хозяйственно-бытовой сети водо-

отведения, объединенной с производственной (без учета дождевой сети).

В соответствии с рельефом местности на генплане намечена трассировка сети

водоотведения (рис. 1), позволяющая охватить наибольшую часть города само-

течной канализацией с расположением главной канализационной насосной стан-

ции в пониженной части города. Кварталы, которые не удается канализовать по

пониженной стороне квартала, биссектрисами углов разбиты на части, тяготею-

щие к определенным участкам сети, и пронумерованы буквами русского алфави-

та. С учетом масштаба генплана вычислены площади всех частей кварталов и за-

несены в таблицу 13 для определения средних расходов.

5.3.2. Вычисление модуля стока и средних расходов с площадей стока.

Норма водоотведения принимается равной норме водопотребления (q

= 300

л/сут на человека).

В норму водоотведения включены расходы сточных вод от хозяйственно-

бытовых нужд населения, расходуемые дома и вне дома: в банях, прачечных,

школах, больницах, культурных и административных учреждениях.

Расчетные среднесуточные расходы сточных вод от бань и прачечных опреде-

ляются по формулам:

для бань вместимостью 300 чел.:

;

00,15

163600

1000864

Т3600

1000Q

1б

для бань вместимостью 200 чел.:

;

00,10

163600

1000576

Т3600

1000Q

2б

для прачечных производительностью 5000 кг белья в смену:

;

02,13

163600

1000750

Т3600

1000Q

пр

1рп

рп

для прачечной производительностью 3000 кг белья в смену:

81,7

163600

1000450

Т3600

1000Q

пр

2рп

рп

Для облегчения расчетов в первом приближении считаем поступление сточных

вод по длине расчетных участков пропорционально площади тяготеющих к ним

участков кварталов жилой застройки.

Значение модуля стока для первого и второго районов соответственно равно:

гасек

417,0

86400

120300

86400

гасек

694,0

86400

200300

Результаты заносим в таблицу 13.

5.3.3. Определение расходов сточных вод от промышленных предприятий

Расход сточных вод от промышленных предприятий определяется как сумма про-

изводственных, душевых и хозяйственно-бытовых расходов в максимальную смену.

А) Максимальный секундный расход производственных сточных вод опре-

деляется по формуле (28).

Машиностроительный завод

с/л28,90

3600

10000,12600

3600

1000КQ

.смmax

мз

пр

××

= ,

где Q

max см

– расход производственных сточных вод в наибольшую смену, при ко-

эффициенте часовой неравномерности К = 1 расход сточных вод предприятия в

течение суток равномерен и определяется как:

max см.

= Q

техн.

/ n = 7800 / 3 = 2600 м

/см.

Радиозавод. Из п. 5.2.7 следует, что при К

= 1,2 и двухсменном режиме ра-

боты предприятия в первую смену расходуется 60 % воды от суточного расхода,

т.е. Q

max см.

= Q

техн.

× 0,6 = 4734 м

/см.

с/л25,197

3600

10002,14734

3600

1000КQ

.смmax

рз

пр

××

Б) Максимальный расход бытовых сточных вод определяется по формуле (29)

Машиностроительный завод: по условию число работающих в “холодных” и

“горячих” цехах в максимальную смену: N

=2500 чел., N

=2000 чел.; тогда

с/л32,14

3600

20005,2452500325

3600

NКqNКq

чгх

чх

мз

××+××

= ,

Для радиозавода: N

=6800 чел.

с/л71,17

3600

6800325

3600

чх

рз

Таблица 13

Средние расходы с площадей стока

Номер

микрорайона

Индекс

площади стока

Площадь стока S,

га

Средний расход с

площади стока q

ср

, л/с

1 2 3 4

Модуль стока для первого района – 0,417 л/сек.га

1 44,08 18,38

2 44,08 18,38

3 а 18,27 7,62

б 6,93 2,89

4 а 18,61 7,76

б 26,23 10,94

5 а 17,28 7,21

б 33,36 13,91

в 4,08 1,70

6 а 9,12 3,80

б 14,16 5,90

в 8,40 3,50

г 9,12 3,80

д 4,80 2,00

е 9,12 3,80

7 а 7,22 3,01

б 21,26 8,86

в 12,16 5,07

г 5,44 2,27

8 а 24,40 10,17

б 24,40 10,17

11 а 26,60 11,09

б 26,60 11,09

12 а 28,00 11,68

б 21,87 9,12

в 11,97 4,99

14 а 28,12 11,73

б 28,12 11,73

15 а 52,70 21,97

б 1,08 0,45

в 9,94 4,14

г 6,84 2,85

Итого по району: 604,36

Модуль стока для второго района – 0,694

9 а 21,08 14,63

б 21,08 14,63

10 41,48 28,79

13 а 22,44 15,57

Продолжение табл. 13

Номер

микрорайона

Индекс

площади стока

Площадь стока S,

га

Средний расход с

площади стока q

ср

, л/с

б 22,44 15,57

16 а 20,74 14,39

б 20,74 14,39

17 а 24,42 16,95

б 13,14 9,12

18 а 22,94 15,92

б 22,94 15,92

19 а 8,88 6,16

б 15,93 11,06

в 24,79 17,2

20 45,88 31,84

21 18,6 12,91

22 а 15,5 10,76

б 20,48 14,21

в 5,58 3,87

23 24,8 17,21

Итого по району: 433,88

В) Расход душевых сточных вод от предприятия определяется по формуле

(30).

Машиностроительный завод:

с/л58,59

3600

429

500

3600

.с.д.с.д

мз

душ

Число душевых сеток было рассчитано в п. 5.2.4: n

д.с.

= 429 шт. на машино-

строительном заводе и n

д.с.

= 331 шт. на радиозаводе (см. табл. 10).

с/л97,45

3600

331

500

3600

.с.д.с.дрз

душ

Г) Общий максимальный расход сточных вод всех категорий от промышлен-

ных предприятий составит:

от машиностроительного завода:

max расч.

= q

пр

+ q

душ

= 90,28 + 14,32 + 59,58 =164,18 л/с;

от радиозавода:

max расч.

= 197,25

+ 17,71

+ 45,97

= 260,93 л/с

5.3.4. Определение расходов сточных вод на участках сети

Расчетный расход сточных вод на участках мы уже определили ранее как про-

изведение среднего расхода или модуля стока на величину площади (табл. 13).

Расчетный расход от обслуживающих зданий (т.е. бань и прачечных) принима-

ется как сосредоточенный и поступает в начало расчетного участка, отводящего

сток от квартала, в котором расположено это здание.