Реконструкция систем водоснабжения

При трассировке следует учитывать грунтовые условия: наибольшая глубина заложения при открытых способах прокладки сети не должна превышать в сухих нескальных грунтах 7-8 м.

При больших заглублениях коллекторов возникает необходимость в устройстве насосных станций перекачек. Устройств насосных станций перекачек необходимо в том случае, если часть микрорайонов расположена на обратных скатах.

В пределах застройки коллекторы трассируем по городским проездам, а уличную сеть - по наикратчайшему расстоянию от водоразделов, по возможности с уклоном местности.

Следует, также, иметь в виду, что чем больше диаметр коллектора, тем меньше уклон требуется для создания самоочищающей скорости. Поэтому следует избегать прокладки длинных коллекторов с малым расходом сточных вод.

Согласно существующему положению в городе имеется централизованная система бытовой канализации. Бытовые и производственные сточные воды системой самотечных коллекторов подаются на главную канализационную насосную станцию, откуда напорными водоводами подаются на существующие очистные сооружения.

Существующие очистные сооружения расположены на расстоянии 1 км от жилых кварталов

Очистные сооружения производительностью 197,35 м³/сут состоят из сооружений механической очистки и полной биологической очистки площадью10 га.

Данный состав очистных сооружений с учетом увеличения поступающего расхода может не обеспечить требуемую степень очистки.

Таким образом, учитывая современные требования к качеству очищенных сточных вод по содержанию соединений азота и фосфора и техническое состояние существующих очистных сооружений, проектом предусмотрены:реконструкция приемной камеры очистных сооружений и проверочный расчет пропускной способности сооружений механической (или биологической) очистки с учетом расширения очистной станции для уточнения количества этих сооружений или для реконструкции существующих сооружений путем ввода новых конструктивных элементов.

Канализационная насосная станция

Требуемое давление Р_нас погружного насоса определяется:

Р_нас.=Р_ст+ ?Р=Р_ст +?р_нс+?р_в.м.+?р_н.в+?р_и, МПа (2.1)

Р_нас.=(Н_г+h_н.с.+h_в.м+h_н.в+h_и)сg10^-6 ,МПа (2.2)

где Н_г - геометрическая высота подъема воды, м;

Н_г = Z_ос - Z_пр, м(2.3)

Z_ос - отметка в приёмной камере очистных сооружений, м.

Z_ос = Z_з(ос) + 6,79; м(2.4)

Z_з(ос) - отметка земли очистных сооружений, м.

Z_ос = 118 + 6,79 = 124,79м

Z_пр - отметка уровня воды в приёмной камере ГКНС.

Z_пр = Z_з(гкнс) - 3, м (2.5)

Z_з(гкнс) - отметка земли площадки ГКНС, м.

Z_пр = 119 - 3= 116 м.

Тогда геометрическая высота подъема воды:

Н_г = 124,79- 116 = 8,79 м.

h_нс - потери напора на внутренних трубных коммуникациях насосной станции, (h_нс=1,8 м);

h_и -напор сточной жидкости на изливе (h_и=1,0м);

h_вм - потери напора в водомере, м определяется:

(2.6)

где m - коэффициент относительного сужения потока на диафрагме (m=0,2).

После подстановки:

h_нв - потери напора в нагнетательном водоводе, м определяются:

(2.7)

После подстановки:

После подстановки:

Р_нас = (8,79 +1,8+2,74+2,4+1)10009,8110^-6=0,164 МПа

Насосная станция запроектирована 1600мм и оборудована погружными насосами марки FlygtCP 3045/181-252 HT производительностью Q=2,5 л/с, напором Н=12,4 м, мощностью N=1,2 кВт (1 насос рабочий, 1-резервный).

КНС следует выполнить из ж/б труб по СТБ 1163-99 с внутренним диаметром 1,3 м.

2.2 Гидравлический расчет водоотводящих сетей в условиях реконструкции

Определение средних расходов с площадей стока

Для определения среднего путевого расхода от жилой застройки необходимо определить величины площадей стока. Площади стока для любого участка сети определяются в зависимости от начертания сети. С учетом того, что в данном курсовом проекте принята трассировка по объемлющей схеме, для определения площадей стока кварталы делят биссектрисами углов и линиями, соединяющими точки пересечения биссектрис. Одновременно кварталы нумеруются. При наличии в квартале нескольких площадей стока, каждая площадь стока обозначается буквой русского алфавита по часовой стрелке.Результаты определения площадей стока приведены в таблице 2.1.

Определение расчетных расходов по участкам сети

После трассировки сети определяют расходы сточных вод на расчетных участках канализационной сети. Расчетным участком сети называют канализационную линию между двумя точками, в которой расчетный расход может быть условно принят постоянным.

Общий средний расход сточных вод для каждого расчётного участка определяется как сумма трёх расходов: путевого - поступающего в расчётный участок от жилой застройки, расположенной по пути; бокового - поступающего от присоединяемых боковых линий сети и транзитного - поступающего от вышерасположенных участков по величине равной общему среднему расходу предыдущего участка.

Умножая общий средний расход на коэффициент неравномерности, принимаемый по ТКП, получают расчётный расход от жилой застройки. Прибавляя к нему расчётные сосредоточенные расходы, получают общий расчётный расход по участку. Все расчёты заносим в таблицу 2.2.

Гидравлический расчёт хозяйственно- бытовой канализационной сети

Сточные воды загрязнены различными примесями, находящимися в воде в растворенном, коллоидном и нерастворенном состояниях. На гидравлический режим работы сети главным образом влияют загрязнения, находящиеся в потоке в нерастворенном состоянии. Эти загрязнения в зависимости от удельного веса или всплывают на поверхность или находятся во взвешенном состоянии и распределяются по всему сечению потока, или, опускаясь на дно, двигаются беспорядочно по днищу, образуя подвижные дюны.

Задача гидравлического расчета канализационной сети в том, чтобы при известном расходе воды подобрать диаметр труб и придать сети такие уклоны, при которых скорость движения потока была бы достаточной для перемещения загрязнений, движущихся с потоком.

Т.к. проектируется самотечная канализационная сеть, то ее рассчитываем на неполное заполнение труб сточными водами. Сечение труб принимается круглое.

При гидравлическом расчёте определяют диаметры и уклон труб, скорость движения и наполнения воды в них, потери напора на отдельных участках, а также вычисляют отметки лотков трубопроводов в колодцах и глубину их заложения.

Наименьшую глубину заложения лотка труб принимают: при диаметре труб до 500мм на 0,3 м, а при больших диаметрах на 0,5 м выше наибольшей глубины промерзания грунта. Однако глубина заложения трубопровода, считая от планировочной отметки до верха трубы, не должна быть меньше 0,7м во избежание повреждения наземным транспортом.

Наибольшую глубину заложения самотечных коллекторов рекомендуется принимать при открытом способе производства работ: до 4,5 м в скальных грунтах, до 5 - 6м в мокрых и плывунах, до 7 - 8м в сухих песчаных.

Начальная глубина заложения определяется по формуле:

Н₀=h_вып+i?(L+l)+?+z₁-z₂, м (2.8)

где h_вып - глубина заложения выпуска из здания, м;

i - уклон дворовой или внутриквартальной сети, м;

l - длина ветки от контрольного колодца до расчётной точки, м;

? - перепад между лотками труб внутриквартальной ветки и уличного коллектора, м;

z₁ и z₂ - отметки поверхности земли соответственно у колодца уличной сети и у наиболее удалённого колодца внутриквартальной сети, м.

Уклон принимаем i = 0,008.

Перепад между лотками труб внутриквартальной ветки и уличного коллектора равен:

? = d_уч -d_{двор сети} ,м. (2.9)

По формуле (2.8) начальная глубина заложения равна:

Н₀=0,85 + 0,008я30+0,2-0,15 = 1,14 м

Расчётные скорости движения воды и уклоны сетей назначаются согласно нормам [2].

Гидравлический расчёт производится по расчётным таблицам [1]. Расчет ведется для главного и отводного коллекторов. Данные гидравлического расчёта сводятся в таблицу 2.3.

Расчетные участки в местах их соединения, а также в местах присоединения боковых притоков, должны выравниваться по расчётному уровню воды или по шелыгам. Во всех случаях соединения труб в колодце дно лотка входной трубы не должно быть ниже дна лотка выходной трубы.

Переходя от участка к участку, следует стремиться к тому, чтобы скорости течения по возможности постепенно нарастали по длине коллектора.

Угол между присоединяемой и отводящей трубой должен быть не менее 90⁰, т.к. крутые повороты потоков создают добавочные местные сопротивления и вызывают в подпор сети.

При проектировании канализационной сети следует выполнять и другие технико-экономические условия: обеспечить наименее возможную по техническим условиям глубину заложения сети; не превышать при больших уклонах местности предельно допустимые для выбранного материала труб скорости движения сточных вод; уменьшать количество насосных станций.

Построение продольных профилей

После трассирования сети, установления начальной глубины, расчетных расходов и гидравлического расчета приступают к проектированию канализационной сети. Профиль сети изображают в виде ее развертки по оси трубопровода. Построение продольного профиля ведется одновременно с гидравлическим расчетом. Отметки поверхности земли берутся с плана города в горизонталях. Все отметки: дна лотка, поверхности воды, шелыги трубы и др. - записываются с точностью до 0,01м.

На профиле указывают надземные сооружения, поверхность земли, уровень грунтовых вод, глубину заложения по колодцам.

Профиль вычерчивается в масштабах: вертикальный 1:100, горизонтальный 1:20 000.

2.3 Реконструкция сооружений по очистке СВ. Проверочный расчет пропускной способности сооружений механической и биологической очистки с учетом расширения очистной станции для уточнения количества этих сооружений или для реконструкции существующих путем ввода новых конструктивных элементов

Расчет сооружений для механической очистки сточных вод Приемная камера

Приемная камера предназначена для приема сточных вод поступающих на очистные сооружения канализации, гашения скорости потока жидкости и сопряжения трубопроводов с открытым лотком. Камеры предусматриваются на поступление сточных вод по одному или двум трубопроводам (в данном случае-по двум) и располагаются в насыпи высотой до 5м.

Выбор типоразмера камеры в зависимости от пропускной способности, диаметра и количества напорных трубопроводов производится по табл. 5.1 [3].

Рисунок 2.2- Приемная камера канализационных очистных сооружений при напорной подаче сточных вод

До реконструкции

Сточные воды с расчетным расходом поступают на очистную станцию по двум ниткам напорного водовода диаметром 700 мм каждая. В этом случае принимаем приемную камеру марки ПК-2-70 с размерами: А=1600мм, В=2500мм, Н=1600мм.

После реконструкции

Сточные воды с расчетным расходом поступают на очистную станцию по двум ниткам напорного водовода диаметром 800 мм каждая. В этом случае принимаем приемную камеру марки ПК-2-80 с размерами: А=1600мм, В=2500мм, Н=1600мм.

Расчет вторичных отстойников

Расчет горизонтальных отстойников до реконструкции

Вторичные отстойники предназначены для выделения биологической плёнки из сточной воды, поступающей из биофильтров.

Нагрузку на поверхность вторичных отстойников q, м³/(м²ч) после биофильтров всех типов следует рассчитывать по формуле:

(2.10)

К- коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для горизонтальных отстойников равным 1,4, п 6.161 [6];

U_о - гидравлическая крупность биопленки, принимаемая при полной биологической очистке равная 1,4 мм/с.

Площадь одной секции, при общем количестве секций n=4, составит:

Принимаем к проектированию 4 горизонтальных отстойника, с размерами отстойника в плане: длина L = 17м, ширина B = 12м, Н = 4,0м.

Расчет реконструкции существующих горизонтальных отстойников

Вторичные отстойники предназначены для выделения биологической плёнки из сточной воды, поступающей из биофильтров.

Нагрузку на поверхность вторичных отстойников q, м³/(м²ч) после биофильтров всех типов следует рассчитывать по формуле:

(2.11)



К- коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для горизонтальных отстойников равным 1,4, п 6.161 [6];

U_о - гидравлическая крупность биопленки, принимаемая при полной биологической очистке равная 1,4 мм/с.

Площадь одной секции, при общем количестве секций n=4, составит:

Принимаем к проектированию 5 горизонтальных отстойника, с размерами отстойника в плане: длина L = 17м, ширина B = 12м, Н = 4,0м.

2.4 Приемка, пуск и наладка работы пускового комплекса сооружений после реконструкции и/или расширения станции очистки СВ. Разработка приемно-сдаточной документации

Приемка в эксплуатацию законченных строительством или реконструированных очистных сооружений осуществляется в соответствии с СН Беларуси 1.03.04-92 «Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов».

Приемка в эксплуатацию является одним из важнейших моментов. Для сооружений водопровода и канализации осуществляется в 4 этапа:

-подготовительный;

-пробная эксплуатация;

-временная эксплуатация;

-постоянная эксплуатация.

Подготовительный этап включает в себя следующие организационно-технические мероприятия, которые необходимо выполнить до пуска сооружений в пробную эксплуатацию:

Укомплектовать сооружения кадрами, обучить эксплуатационный персонал и провести его стажировку на аналогичных действующих очистных сооружениях;

Обеспечить все технологические участки и структурные подразделения положениями о них, должностными и эксплуатационными инструкциями, журналами для регистрации эксплуатационных показателей работы очистных сооружений, расчетными тарировочными таблицами;

Проверить готовность химико-бактериологической лаборатории к контролю качества исходной и обрабатываемой воды;

Обеспечить требуемый запас и надлежащее хранение необходимых реагентов, фильтрующих материалов, решить вопрос о снабжении ими в будущем;

Нанести краской хорошо видимые порядковые номера на управляемые элементы оборудования (задвижки, затворы, агрегаты и т.п.) соответственно инвентаризационным номерам по исполнительной документации;

Провести инструктаж эксплуатационного персонала о целях и задачах пробной эксплуатации и технике безопасности при ее проведении.

В период подготовки сооружений к пусконаладочным работам следует осмотреть сооружения и установить их характерные размеры и отметки; сопоставить выполненные на основе фактических обмеров поверочные расчеты сооружений и их гидравлические испытания; выявить и ликвидировать строительно-монтажные и проектные дефекты и недоделки.

Основными параметрами, подлежащими предпусковым замерам, являются габариты очистных сооружений, размеры, отметки и уклоны важнейших коммуникаций станции, отметки всех характерных точек высотной технологической схемы и всех ее элементов в отдельности, горизонтальность расположения устройств для распределения и сбора воды, удаления осадка и т.д.

При выявлении каких-либо строительных недоделок или дефектов, представитель заказчика совместно с администрацией станции и представителями строящих организаций составляют на них акт. Все дефекты и недоделки устраняются до ввода станции в эксплуатацию.

Гидравлические испытания завершаются составлением акта по

приложению1.

Перед пуском в пробную эксплуатацию очистные сооружения и коммуникации водопровода должны быть промыты и подвергнуты дезинфекционной обработке хлорной водой. Дезинфекцию сооружений следует производить раствором с концентрацией активного хлора 75-100 мг/л в течение 5-6 часов или 40-50 мг/л в течение не менее 24 часов.

При приемке вторичных горизонтальных отстойников:

-угол наклона стенок приямков, который должен составлять не менее 45°;

-отметки входных и выходных окон (отклонение от проекта допускается в пределах ±5 мм);

-наличие актов комплексного опробования гидроэлеваторов или эрлифтов, скребковых устройств и других механизмов;

-положение скребков по отношению к днищу отстойника. Нижний срез скребка должен находиться на расстоянии не более 20 мм от днища;

-наличие резиновых полосок;

-скорость движения илоскребка, которая не должна превышать проектную.

Пробную эксплуатацию очистных сооружений проводят при предусмотренном проектом эксплуатационном режиме (по расходу и технологии очистки воды). В процессе пробной эксплуатации проверяют работоспособность всех очистных сооружений, их элементов, коммуникаций, запорно-распределительного и контрольно-измерительного оборудования и продолжительность пробной эксплуатации определяют временем достижения качества обработанной воды, удовлетворяющего требованиям СанПиН 10.124-РБ 99 «Вода питьевая». Подача воды потребителям в период пробной эксплуатации очистных сооружений не допускается.

Ввод во временную эксплуатацию оформляют соответствующим актом.

Продолжительность пробной эксплуатации очистных сооружений водоотведения, очистки сточных вод определяется временем достижения степени очистки сточных вод по проекту или «Правилам охраны поверхностных вод».

Временную эксплуатацию проводят с целью:

-произвести технологическую наладку очистных сооружений;

-отработать экономичные эксплуатационные режимы;

-уточнить дозы применяемых реагентов;

-провести испытания сооружений на проектную производительность и форсированные режимы (на случай аварии);

-выявить и устранить недостатки в работе очистных сооружений, коммуникаций, запорно-регулирующего и контрольно-измерительного оборудования.

В постоянную эксплуатацию очистные сооружения принимаются специально назначенной приемочной комиссией после их ввода во временную эксплуатацию, проведения всесторонних комплексных испытаний и вывода очистных сооружений на нормальный эксплуатационный режим с достижением проектной производительности. Комиссией заполняется Акт приемки объекта в эксплуатацию, который должен быть подписан всеми членами комиссии. Дата подписания акта считается датой ввода в постоянную эксплуатацию. Форму акта и заключения смотри в приложении 2 и 3.

Наладка сооружений осуществляется в два этапа. Первый этап направлен на предварительное обследование технического состояния, т.е. на готовность к пуску и включает в себя:

1) изучение проектно-исполнительной документации сооружений, проверка соответствия основных параметров работы сооружений действующим нормативам и проектным расчетам и обоснованиям; на месте, т. е. на станциях очистки, производят детальный осмотр технического состояния сооружений и ознакомление с проектируемой и существующей конструкцией;

2) проведение наблюдений за работой каждого сооружения в условиях

эксплуатации с производством соответствующих технологических циклов и

замеров для снятия технологических параметров работы сооружений;

3)определение пропускной способности отдельных элементов сооружений;

выявление строительно-монтажных и конструктивных дефектов, проектных недоработок и ненормальностей в эксплуатации сооружений;

производство работ по загрузке новых фильтров или перегрузке действующих;

6)проверка работы лаборатории и постановка лабораторно-производственного контроля;

установка и тарировка измерительных устройств для определения скоростного режима работы сооружений;

обработка и оценка материалов обследования и составление заключения с выводами и предложениями по улучшению и интенсификации работы сооружений.

На первом этапе наладочных работ уточняются расчеты, технологические схемы и принятые методы обработки воды, выявляются резервы в мощностях оборудования и отдельных элементов сооружений, необходимость в применении новых или вспомогательных реагентов для интенсификации процессов осветления воды и вносятся соответствующие коррективы по усовершенствованию всех звеньев работы и эксплуатации сооружений.

Второй этап - это технологическая наладка.

Целью технологической наладки сооружений является полное устранение ранее выявленных дефектов и недоделок, интенсификация процессов осветления воды с обеспечением наиболее приемлемой ее очистки, достижение требуемых гидравлических и технологических параметров работы сооружений, заданных проектом и действующими нормативами на эксплуатацию сооружений.

Технологическая наладка производится на проектные режимы (как по расходам, так и по технологии) и на условия максимально форсированной нагрузки при отключении отдельных сооружений на ремонт или чистку.

Основные виды работ можно представить следующим образом:

1. Проверка правильности и качества выполненных работ по ранее предложенным мероприятиям, связанным с заменой и усовершенствованием конструкций отдельных элементов сооружений, с изменением технологической схемы обработки воды, необходимостью применения дополнительных реагентов и внедрения других новых технологических усовершенствований.

2. Отладка регулирующих устройств приборов для проведения технологических замеров.

З. Тарировка пьезометрических устройства для замера производительности отдельных сооружений по осветлению воды.

4. Наладка устройств по приготовлению и дозированию растворов реагентов, установление потребных доз реагентов в производственных условиях, окончательная отработка режима приготовления растворов реагентов и дозировка их в обрабатываемую воду.

5. Наладка работы отдельных узлов каждого сооружения и общая режимная наладка работы сооружений в целом. Достижение качественных показателей обработки воды и технологических параметров работы сооружений, заданных проектом или действующими нормативами. Установление оптимального режима работы сооружений.

6. Выбор и уточнение методов производства химико-бактериологического контроля проб воды и химического анализа применяемых реагентов, а также методов пробной реагентной обработки воды в лабораторных и производственных условиях.

7. Разработка уточненного объема и графика лабораторно-производственного контроля качества очистки воды на всех стадиях ее обработки, а также применяемых реагентов и их рабочих растворов.

8. Проведение практического инструктажа обслуживающего персонала правилам эксплуатации сооружений и соблюдению охраны труда и техники безопасности, составление режимных указаний по работе каждого сооружения на основе полученных данных наладки.

9. Обработка и оценка материалов наладочных работ и составление технического отчета по выполненной работе.

Проведение наладочных работ обеспечивает надежную и безаварийную работу очистной станции.

Все работы по пуску и наладке осуществляются по разработанной программе. В программу включаются в последовательности выполнения все виды работ, указываются наименования работ, сроки их начала и окончания, ответственный исполнитель.

Заключение

В курсовом проекте проведены водохозяйственные расчеты существующей и проектируемой водопроводной сети. Были рассчитаны пьезометрические отметки и свободные напоры, а затем построены карты пьезолиний на случай максимального водопотребления с учетом пожара до реконструкции и на случай максимального водопотребления после реконструкции. После этого были определены напоры насосных станций до расширения населенного пункта и после расширения.

Была запроектирована и рассчитана хозяйственно-бытовая канализационная сеть до реконструкции и после реконструкции. Произвели трассировку сети, определили расчётные расходы: сосредоточенные, входящие в норму водоотведения; сосредоточенные не входящие в норму водоотведения; средние с площадей стока; от предприятия и по участкам сети. Выполнили гидравлический расчёт главного (до реконструкции и после) и бокового коллектора (после реконструкции) хозяйственно-бытовой канализационной сети и построили продольный профиль бокового коллектора.

Произвели расчет приемной камеры очистных сооружений и вторичных горизонтальных отстойников до реконструкции и после реконструкции и выявили, что необходимо строительство еще одного горизонтального отстойника.

Разработали приемно-сдаточную документацию.

реконструкция водопроводный гидравлический трассировка

Литература

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Водопроводные сети и сооружения» Брест, 2004. - 92с.

Водоотводящая сеть: Методические указания / Сост. Л.Л. Пойта, В.Г. Новосельцев, В.Л. Ковальчук, Н.Ю. Сторожук.- Брест: БГТУ, 2006. - 74с.

Ф.А. Шевелев, А.Ф. Шевелев. Таблицы для расчета водопроводных труб. Справочное пособие. М.; Стройиздат, 1984.

Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. - М.: Стройиздат, 1974. - 160с.

Житенёв Б.Н., Карасев Б.В. Методическое руководство к расчету кольцевой водопроводной сети населенного пункта на ЭВМ. - Брест, БПИ, 1996. - 40 с.

ТКП 45-4.01-202-2010 «Очистные сооружения сточных вод. Строительные нормы проектирования».

WILO. Насосы и насосные системы. WILO SELECT CLASSIC. Программа автоматизированного подбора. www.wilo.by

8. Лапицкая М.П. и др. Очистка сточных вод (примеры расчетов). - Мн.: Вышэйшая школа, 1983. - 232с.

Размещено на Allbest.ru