Устройство для приема поверхностного стока в бытовую канализацию

Аннотация

Н. С. Серпокрылов, Т.М. Мкртчян

Дата поступления статьи: 18.11.2013

Разработано устройство для приема части поверхностного стока, которое позволяет увеличить расход сточных вод в сетях  хоз-бытовой канализации и, соответственно, скорость течения на участке выше незаиливающей, обеспечивая промывку сети и снижение загнивания органических   веществ. 

Ключевые слова: устройство, поверхностный сток, расход , промывка, заиление

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Как известно, расход хоз-бытовых сточных вод неравномерен в течение суток, поэтому в часы минимального водоотведения в трубопроводах осаждаются транспортируемые загрязнения.  Для размыва и   освобождения трубопроводов от образующегося  в них осадков необходимо обеспечение самоочищающихся скоростей не менее двух часов в сутки [1].  Однако в начальных участках сети  с малыми диаметрами обеспечить это условие практически невозможно,  поэтому в      них оседают и накапливаются  различные   вещества. Заиление трубопроводов и выделения  в атмосферу дурнопахнущих газов наблюдается также  в существующих и реконструируемых системах водоотведения  населенных мест и промышленных предприятий, вследствие уменьшения расходов сточных вод после внедрения системы учета питьевой воды  [2].
Вследствие увеличенного слоя  донных отложений  уровень сточных вод в коллекторе поднимается, происходит "захлёбывание" входной трубы. При этом  уровень сточной жидкости  в колодце превышает отметку верха шелыги трубы и возникает засорение.
С накоплением осадков масса трубы становится больше, что в случае   неустойчивых грунтов приводит к ее смещению  по оси или прогибу. [3]
Использовать образовавшийся резерв мощности сетей бытовой канализации, обеспечив при этом периодическое повышение скорости движения жидкости по трубам и их промывку, можно за счет приема части поверхностного стока [4].
Для приема поверхностного стока разработано  устройство (рис.1), которое  устанавливается  в колодцах  на заиливаемых участках канализационной сети [5].

Рис 1. Устройство для приема поверхностного стока в систему канализации:
1 – колодец; 2 – люк; 3 - крышка люка; 4 – лоток; 5 - трубопровод подвода сточных вод; 6 - трубопровод отвода сточных вод;   7 - глухой в нижней и открытый в верхней части съемный водоприемный цилиндр; 8 - внутренний глухой в верхней и открытый в нижней части водоотводной цилиндр,  9 - прорези, 10 - водоотводная труба, 11 - герметичное соединение, 12 – крепление. I - поступление в колодец и водоприемный цилиндр; II - поступление во внутренний водоотводной цилиндр; III - отведение вод по водоотводной трубе; IV - отведение в канализационную сеть. Уровни жидкости, устанавливаемые в водоприемном цилиндре: Д - режим отведения поверхностных вод, С - режим сухой погоды

Рис. 2. Крышка люка устройства для приема поверхностного стока в систему канализации с большим (а) и меньшим (б) количеством отверстий: 3 – крышка люка; 13 - водоприемные отверстия

Поступление в сеть водоотведения поверхностного стока суммарно увеличивает расход сточных вод и, соответственно, скорость течения на участке выше незаиливающей, что приводит к промывке сети и снижению загнивания органических   веществ. Наличие гидрозатвора препятствует выходу на поверхность  сероводорода и дурнопахнущих запахов из сети водоотведения. В результате обеспечиваются благоприятные санитарно-гигиенические условия в бассейне канализования[6].
Количество отверстий  в крышке люка (рис.2 а,б)  определяется расчетом, из условия ограничения максимального притока поверхностного стока в систему бытовой канализации, чтобы не привести к переполнению сети водоотведения. Т. к. данное мероприятие предлагается к реализации на стадии эксплуатации, количество отверстий следует определять, используя фактические параметры, а не проектные или расчетные.         Общая необходимая площадь отверстий, м²,  определяется из формулы истечения жидкости из малого отверстия круглой формы:

;   (1.1)

                          
где µ - коэффициент расхода отверстия, рекомендуется принимать µ=0,62 для малого круглого отверстия;
ω – площадь отверстия, м²;
g – ускорение свободного падения, м/с²;
H – максимальный наблюдаемый слой воды над крышкой люка, м.
Инсталляция в существующий колодец приемного устройства является техническим решением, направленным на предупреждение заиливания сети посредством регулярной промывки трубопроводов добавочным расходом  поверхностных сточных вод, вводится в эксплуатацию после прочистки низлежащего участка трубопровода эксплуатационной службой. Поэтому расчетные параметры допускается принимать как для чистого трубопровода, например, по  [7], принимая значение коэффициента шероховатости n=0.014. При расчете пропускной способности заиленных трубопроводов коэффициент  шероховатости согласно полученным экспериментальным данным можно принимать  n=0.017. [8]Диаметр отверстий принимаем 30-40мм, что обеспечит стабильное поступление стоков в колодец и, одновременно, предотвратит попадание крупного мусора в устройство приема поверхностного стока.
Для расчета количества отверстий в люках колодцев, максимальный добавочный расход поверхностного стока Q_доб рассчитывается с учетом добавочных расходов, поступающих от выше лежащих участков, в колодцах которых уже предусмотрена установка приемного устройства [9]:  
Q_доб = Q_полн - Q_набл - ΣQ_{доб. от приемных устройств на вышележащих участках.}
При расположении колодца бытовой канализации в верхней зоне лотка проезжей части, на тротуаре, либо в зеленой зоне, когда невозможно направить поверхностный сток через крышку люка, обеспечить приток поверхностного стока на промываемый участок трубопровода можно устройством  дождеприемника[10]. При этом требуемый максимальный расход добавочного поверхностного стока (Q_доб) регулируется диаметром и уклоном прокладываемого участка трубопровода с учетом соблюдения нормативных требований. При наличии в доступной близости сети дождевой канализации можно использовать существующий дождеприемник, соединив его трубопроводом с колодцем системы бытовой канализации.

Литература:

1. Арутюнян К. Г., Никаев М. А., Соколова Ф. Г. Технико-экономическая эффективность проектирования сетей водоотведения, обеспечивающего снижение трудовых затрат при эксплуатации // Водоснабжение и санитарная техника. 1980. -№3.- С.36-38.
2. Печников В. Г.,  Суйкова Н. В.,  Погорелов А. Е. Принципы организации приема поверхностного стока в систему хозяйственно-бытовой канализации в г. Москве. // Вода. - Минск, 2011,N № 12.-С.14-17.
3. Патент на полезную модель 133853 ,,Устройство для приема поверхностных   вод на заиливаемых участках канализационной сети водоотведения”,  опубликовано 27.10.2013, авторы Серпокрылов Н.С. и Мкртчян Т.М.
4. Мкртчян Т. М. , Петросян Г. Г. , состояние и перспектива реновации систем водоотведения Республики Армения. «Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура» Самара, 2013. 123с.
5. Лукиных А. А., Лукиных Н. А. Таблицы для гидравлического расчета  сетей водоотведения  и дюкеров по формуле акад. Н. Н. Павловского: изд. 4-е, доп.  М.: Стройиздат, 1974. 166 с.
6. Ingenieria de aguas residualеs: tratamiento, vertido i reutilizacion. – Mexico: Metcalf & Eddy. – 1996, 1485 p.
7. Серпокрылов Н. С., Петренко С. Е., Борисова В. Ю.  Повышение эффективности и надежности очистки сточных вод на разных стадиях эксплуатации очистных сооружений [Электронный ресурс]  // «Инженерный вестник Дона», 2013, №2. – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1602 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
8. Tistlewayte D. K. Control of Sulfide in Sanitary Sewerage System // Butterwohrth, Melbourne, Australia, - 2009, 135 p.
9. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М.: МГСУ, 2006. 704 с.
10. Давыденко О.В. Обзор современных проблем и перспектив развития водоснабжения и водоотведения на территории Ставропольского края [Электронный ресурс]  // «Инженерный вестник Дона», 2011, №2. – Режим доступа:http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2011/427(доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.