→ Водозаборные и очистные сооружения
Оголовки канализационных выпусков
Производственные и коммунальные сточные воды, сбрасываемые в реки, озера, водохранилища и моря, существенно изменяют режим водной среды, нарушая жизнедеятельность ра» мстительных и животных организмов.
Загрязнение и самоочищение вод - это два взаимосвязанных процесса, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека, а также вследствие естественного поступления загрязненных стоков в водотоки и водоемы. На эти процессы большое влияние оказывают режимы разбавления сточных вод, которые определяются конструктивными и технологическими особенностями их выпуска, в свою очередь зависящими от гидрометеорологических особенностей водоемов и водотоков.
На начальной стадии процесс разбавления во многом определяется конструктивными особенностями выпуска. Специальными исследованиями установлено, что разбавление протекает более интенсивно при рассеивающих выпусках, чем при сосредоточенных. На процесс разбавления оказывают существенное влияние: характер движения водных масс; причины, вызывающие эти движения, - сток, ветер, распределение температур и плотностей; морфометрические характеристики русла водотока или ложа водоема; степень проточности; состав и свойства среды.
Течение водотоков всегда носит турбулентный характер и определяется морфологическими особенностями берегов и ложа реки: изрезанность береговой линии, островами, перекатами, теснинами и порогами. Эффективность перемешивания вод зависит от воздействия этих факторов на динамику потока, приводящих к раздроблению установившейся структуры течения и образованию завихрений.
В водоемах (озерах, водохранилищах, морях) наблюдаются различного рода течения, образующиеся в результате воздействия нескольких факторов. Главными из них для наших глубоко врезающихся в сушу северных морей (Балтийского, Белого и др.), а также озер и водохранилищ являются ветровые течения, к которым в озерах добавляются и стоковые течения.
Для водотоков (рек, каналов) расчетный створ питьевого и культурно-бытового водопользования назначается в соответствии со СНиП 11-32-74 на расстоянии 1 км выше (по течению) существующего или перспективного пункта водопользования.
В озерах, водохранилищах и морях течения могут разносить смесь сточных вод и воды водоема в любом направлении. В озерах и водохранилищах установлено допускаемое расстояние, равное 1 км в любую сторону от пункта водопользования, а для морей - не более 300 м.
Рассмотрим наиболее характерные типы и конструкции канализационных выпусков. По месту расположения выпуски разделяют на береговые, русловые, глубинные и глубоководные.
Береговые выпуски служат только для сброса ливневых и условно чистых вод. Такие выпуски, как правило, оформляются в виде набережных или бетонных подпорных стенок с различным высотным уровнем выхода трубопровода.
Русловые выпуски представляют собой трубопровод, выводимый в русло реки и оканчивающийся одним или несколькими оголовками. Оголовки выпуска располагают в месте наиболее интенсивного течения реки, с выпускными отверстиями, устанавливаемыми вблизи середины глубины протока.
Глубинные выпуски устраиваются для сброса сточных вод в озеро, водохранилище или море на некотором расстоянии от
Берега (обычно до глубины 10-15 м). При большей глубине выпуски называются глубоководными. Форма оголовка должна быть как можно более простой, размеры минимальными, но обеспечивающими устойчивость, соединение его с трубопроводами и гидроизоляция - долговечными. Оголовки по возможности рекомендуется располагать в зоне, где они не подвергаются ударам волн. Устройство подводного трубопровода требует особого внимания, так как он постоянно подвергается динамическому воздействию водоема, а в случае выпуска в море - еще и химическому воздействию морской воды.
Различные схемы конструкции оголовков выпусков показаны на рис. 1.
Круглые отверстия в теле трубы, в последнее время довольно широко применяемые за рубежом при строительстве выпусков, называются диффузорами и считаются наиболее рациональными. Недостатком такого оголовка является низкий коэффициент расхода вдоль трубопровода, что приводит к неравномерности распределения расходов и неравномерности разбавления сточных вод.
Щели в теле трубы - решение, подобное предыдущему, но ему присуще еще более неравномерное начальное разбавление.
Цилиндрический оголовок с отражателем применим в условиях, когда по причинам гидрологического характера трубопровод выпуска нельзя укладывать по дну. Отражатель на цилиндрическом оголовке создает коническую струю, полую внутри. Потери напора в таком оголовке выше, чем в предыдущих, конструкция его сложнее и дороже.
Рис. 1. Различные схемы конструкций оголовков выпусков
а - круглые отверстия в теле трубы; б - щели в теле трубы; в - цилиндрический оголовок; г - цилиндрический оголовок с отражателем; д - цилиндрический оголовок с конфузором; е - оголовок с эжектирующей насадкой
Цилиндрический оголовок с конфузором является более совершенной конструкцией.
Оголовок с эжектирующей насадкой разработан и исследован Н. Н. Лаптевым и В. Ф. Цвиликовым. Конструктивно оголовок данного типа сложнее и дороже, что, однако, окупается высокой эффективностью разбавления сточных вод.
Диаметр трубопровода распределительной части выпуска должен иметь постоянное сечение. Применение телескопических трубопроводов приводит к очень неравномерному истечению сточных вод на отдельных участках и отражается на их разбавлении.
Диаметр выпускного отверстия устанавливается в зависимости от расчетного расхода, скорости истечения и числа патрубков. Наименьший диаметр выпускного отверстия следует принимать равным 100 мм. Главная задача проектирования заключается в подборе сечения трубопровода, обеспечивающего оптимальные условия равномерного распределения расходов и недопущение заиливания оголовков.
Примером интересного инженерного решения является устройство рассеивающего оголовка для выпуска очищенных сточных вод целлюлозно-бумажного комбината из пруда-аэратора в р. Вычегду. Рассеивающий выпуск выполнен из двух ниток стальных труб диаметром 2040 мм, протяженностью 779 м и рассеивающего оголовка из двух участков труб: диаметром 1420 мм, длиной 22,5 м и диаметром 1020 мм, длиной 16,5 м. На этих участках под углом 120° к направлению выпуска сточных вод в шахматном порядке приварены патрубки диаметром 200 мм на расстоянии 6,2 м друг от друга. Патрубки возвышались над поверхностью труб на 1,5 м. Для придания большей прочности и жесткости к трубам диаметром 2040 мм через 2 м по их наружному периметру приваривались ребра жесткости из швеллера № 16.
В Пярну для отвода сточных вод от головных сооружений канализации был предусмотрен проектом и выполнен в натуре 3-км морской трубопровод из полиэтиленовых труб диаметром 800 мм с рассеивающим оголовком из стальных труб диаметром 820X10 мм, длиной 533 м. К оголовку были приварены 12 патрубков диаметром 100 мм, 10 патрубков диаметром 150 мм и щитовой затвор диаметром 800 мм.
Для разработки подводной траншеи шириной по дну 2,7 м с откосами 1:2,5 применяли гидроэлеваторы и гидромониторы на глубинном участке и канатный скрепер на пойменном участке. Трубопровод укладывался на заранее подготовленное гравийное основание с последующей балластировкой, обеспечивающей коэффициент запаса 1,4.
Стальные и полиэтиленовые трубы сваривались в плети по 500 м на берегу на специально отсыпанной насыпи. Плети соединялись между собой металлическими надвижными муфтами и полумуфтами. Гидравлические испытания на плотность и прочность показали, что соединения выдерживают напор не Еыше 0,035 МПа. Несмотря на специальное укрепление этих соединений под водой цементно-песчаным раствором, выдержать испытательное давление не удалось. Как показывает этот опыт, полиэтиленовые трубы большого диаметра следует соединять путем сварки или на фланцах.
Блоки оголовков – важные составные части водопропускных труб, замыкающие её тело. Эти устройства, независимо от геометрической формы, выполняют ряд одинаковых функций. Во-первых, они способствуют равномерному втеканию и вытеканию вод различного происхождения. Во-вторых, несут укрепительную функцию, поддерживая откосы насыпей. Немаловажной задачей является защита входного и выходного просвета сооружения от закупоривания грунтом.
Оголовки определяют режим гидравлической работы трубопровода: напорный, полунапорный и безнапорный. Различают входную секцию, размещённую с верховой стороны насыпи, и выходную, расположенную с низовой стороны. По конструкции оголовочные части классифицируют на: портальные, коридорные, раструбные, воротниковые, обтекаемые.
Портальные оголовки имеют самое простое строение. Они представлены в виде подпорного блока, необходимого для поддержания откоса дорожной насыпи. По отношению к продольной оси трубы стенка устанавливается перпендикулярно. Такая конструкция пригодна при небольшой скорости течения и малых расхода.
Особенностью коридорного оголовка являются развернутые в своем начале параллельные блоки, высота которых постоянна.
В составе раструбного оголовка входят блок портальной стенки и откосные крылья. Такое строение улучшает условия протекания жидкости. Устройство предназначено для работы труб в безнапорном и напорном режимах. Раструбные головки в сочетании с повышенными звеньями устанавливают в прямоугольных трубах, а в комбинации с коническими – для круглых.
Воротниковые оголовки – это концевые звенья эллиптической формы, расположенные в плоскости откоса насыпи.
В форме усечённой пирамиды выполняется обтекаемый оголовок. Его сложная конструкция позволяет эффективно функционировать трубопроводу в паводок полным сечением. Эти оголовки пригодны для оборудования круглых напорных труб.
В типовых проектах предусмотрены конструкции труб для работы в разных режимах, а также для районов вечной мерзлоты, наледеобразования и на косогорах. Основываясь на расчётах силы водного потока, его ширины, периодичности, а также на особенностях грунта, выбирают подходящую форму оголовка. Ширина оголовка, соответствующая водотоку, захватывает поток воды и предотвращает размыв значительной части дорожной насыпи.
Завод ЖБИ МАРКЕТ успешно проводит продажу железобетонных оголовков. Производство блоков оголовков базируется на различных типовых проектах. Возможно изготовление ЖБИ по рабочей документации, предоставленной заказчиками. Купить продукцию от завода-изготовителя для оснащения дорожных объектов Санкт-Петербурга и других регионов можно по доступным ценам.
Мы обеспечиваем доставку в любой регион РФ. Обязательства по доставке мы выполняем независимо от величины партии и количества товарных позиций, пункта назначения и состояния транспортной сети в регионе адресата.
«Пром ЖБИ» каждый день отправляет десятки тонн железобетонных изделий в разные концы страны. Нашими постоянными заказчиками являются крупные подрядные организации из Калининграда и Владивостока, Архангельска и Белгорода, Нижнего Новгорода и Астрахани. Постоянство заказов, которые делают в «Пром-ЖБИ» строительные компании и эксплуатирующие организации, обусловлено:
- соблюдением нами условий доставки (сроков, номенклатуры и количества ЖБИ)
- оперативностью в обработке заказов
- соблюдением правил перевозки изделий из железобетона
- огромным опытом в организации перевозок ЖБИ, который позволяет избегать форс-мажора в пути
- отлаженной системой логистики (мы выбираем самые удобные и недорогие варианты доставки)
С нами Вы всегда вовремя получите заказанные материалы. Мы организуем доставку любых товаров, изготовленных на нашем производстве.
Невысокая цена на всю номенклатуру выпускаемых компанией изделий дополняется демократичной стоимостью доставки. При этом все организационные хлопоты компания «Пром-ЖБИ» берет на себя. Мы контролируем:
- комплектацию заказа и отгрузку
- маршрут и время в пути
- время доставки в пункт назначения и комплектность заказа в пункте выгрузки
Независимо от региона, в котором вы находитесь, доставка организуется максимально быстро: где бы вы не ожидали груз, он прибудет к вам вовремя и без каких-либо усилий с вашей стороны.
Выпуски сточных вод – это специальные сооружения, целью которых является обеспечение сброса стоков в водоем. При выборе типа выпуска и места его расположения исходят из того, чтобы было обеспечено как можно более полное смешение стоков с водой. Поэтому выпуски всех типов надлежит размещать в местах с повышенной турбулентностью, т.е. на порогах, в протоках, сужениях и т.д.
Для затопленных береговых выпусков устраиваются береговые колодцы с выходом сточных вод под уровень воды в водоеме. Незатопленные береговые выпуски, в соответствии с положениями гидравлики, рассматриваются как соединение потоков под различным углом слияния. Русловые выпуски располагаются на определенном расстоянии от берега.
Рисунок – Незатопленный береговой выпуск
1 – бетонная стенка; 2 – лоток
Строительная стоимость береговых выпусков ниже стоимости русловых. Однако в створе выпуска достигается незначительное первоначальное смешение потоков, и, следовательно, на практике они могут быть применены только для спуска стоков с концентрацией загрязнений, не влияющих на санитарное состояние водоема.
Выбор конструкции руслового выпуска зависит от:
санитарных требований к разбавлению сточных вод в водоеме;
гидравлической структуры потока;
морфологии русла
геодезической отметки уровней воды в береговом колодце и в реке.
Применение сосредоточенных русловых выпусков возможно или при разбавлении стоков перед выпуском или если разбавление по пути до расчетного створа достаточно, т. е. концентрация загрязнений в расчетном створе будет соответствовать нормативной.
Для сброса сточных вод в реки всегда целесообразно применять рассеивающие выпуски, а для сброса сточных вод в непроточные водоемы конструкцию выпуска и место его расположения в водоеме следует определять технико-экономическим расчетом.
Рисунок – Схемы русловых выпусков
А – сосредоточенный; Б – рассеивающий.
1 – береговой колодец; 2 – бетонный оголовок; 3 – оголовки с насадками
Существуют следующие выпуски с оголовками:
цилиндрическим;
открытым рассеивающим;
русловым рассеивающим;
эжекторными насадками.
Рисунок – Оголовки рассеивающих выпусков
А – с конусным растекателем; Б – с отводом и соплом; В – без насадки.
1 – распределительный трубопровод; 2 – растекатель; 3 – сопло; 4 – гравийная засыпка
При проектировании канализационных выпусков в море следует учитывать на морских побережьях постоянные морские бризы, т. е. слабые ветры, которые дуют с моря по направлению к суше и гонят всплывающие примеси к берегу. Поэтому морские канализационные выпуски берегового типа совершенно неприемлемы, так как они не обеспечивают надлежащего смешения стоков с морской водой и не дают возможности использовать громадную самоочищающую способность моря.
Выпуски морского типа рекомендуется снабжать оголовком с рассеивающими устройствами, обеспечивающими быстрое и хорошее разбавление стоков морской водой. Для лучшего смешения стоков с водой моря выпуск в конечной точке стока должен быть заглублен не менее чем на 10 м.
Сброс воды в водоемы осуществляется через специальные сооружения - выпуски. Особенности устройства выпусков диктуются следующими двумя условиями: обеспечение устойчивости самих выпусков и обеспечение максимального разбавления сточных вод.
Причиной нарушения устойчивости (разрушения) выпусков может быть воздействие на них потока как самих сточных вод, так и воды водоема. Разрушающее воздействие потока сточных вод на сооружения зависит от расхода сточных вод и высоты перепада между отметками уровней сточных вод у места их сброса из выпуска и воды в водоеме. Разрушающее воздействие потока воды водоема зависит от расхода воды и скорости ее течения. Устойчивость конструкции выпусков зависит от места их расположения и степени воздействия на них потоков сточных вод и воды водоема.
Разбавление сточных вод - это снижение концентрации загрязнений в водоемах вследствие перемешивания сточных вод с водой водоема. Интенсивность разбавления характеризуется кратностью разбавления
Величина начального разбавления зависит от конструкции и места расположения выпуска, гидравлических параметров водотока и других факторов.
По типу водоема выпуски классифицируются на речные, озерные и морские. По месту расположения они подразделяются на береговые, русловые и глубинные, а по конструкции - на сосредоточенные и рассеивающие.
Русловые выпуски представляют собой трубопровод, выдвинутый в русло реки и оканчивающийся затопленным одним или несколькими оголовками. При одном оголовке выпуск называется сосредоточенным, aпри нескольких оголовках - рассеивающим. Рассеивают выпуски выполняются также в виде участков труб с отверстиями или щелями. Оголовки или.отверстия располагаются на равном расстоянии друг от друга.
Глубинные выпуски аналогичны русловым выпускам, Они применяются при выпуске сточных вод в озера, водохранилища и моря. Они отличаются большим заглублением оголовков.
1- подпорная стенка
2- шпунтовое ограждение
3- крепление русла реки
Русловые выпуски состоят из подводящего трубопровода, выдвинутого в русло реки, и одного (при сосредоточенном выпуске) или нескольких (при рассеивающем выпуске) оголовков
Рис. 1. Схема руслового рассеивающего выпуска в реку
1 - самотечный коллектор; 2 - береговой колодец; 3 - подводящий трубопровод выпуска; 4 - растительный грунт (дерн); 5 - крепление берега железобетонными плитами; 6 - крепление берегакаменнойнаброской; 7-оголовки;8 - песчаная засыпка
Оголовки сосредоточенных выпусков обычно выполняются в виде бетонных блоков прямоугольной, ромбической или каплевидной формы и расположены своей длинной осью вдоль потока.
Место устройства выпуска следует уточнять с учетом факторов, способствующих максимальному смешению. На реках к таким местам относятся участки с повышенными скоростями движения потока и извилистым руслом, где вследствие поперечной циркуляции потока разбавляющая способность речного потока увеличивается. Русло реки у места устройства выпуска должно быть устойчивым. Это является одним из важнейших условий надежности выпуска.
Как отмечалось выше, конструкция глубоководных выпусков аналогична конструкции русловых выпусков. Однако при их проектировании должно особо учитываться динамическое воздействие водоема на сооружение, а при устройстве выпусков в море - еще и химическое воздействие воды.
Трубопроводы русловых и глубоководных выпусков из стальных труб с усиленной антикоррозионной изоляцией необходимо прокладывать в траншее. В случае прокладки трубопроводов глубоководных выпусков по поверхности дна их следует закреплять якорями или пригрузочными массивами.
Береговые выпуски
Сброс воды в водоемы осуществляется через специальные сооружения - выпуски. Особенности устройства выпусков диктуются условиями: обеспечения устойчивости самих выпусков и обеспечения максимального разбавления сточных вод.
По месту расположения они подразделяются на береговые, русловые и глубинные, а по конструкции - на сосредоточенные и рассеивающие.
Береговые сосредоточенные выпуски выполняются в виде труб, конец которых оформлен в набережной, открытых каналов, быстротоков, многоступенчатых перепадов и оголовков различных конструкций. Береговые выпуски практически не обеспечивают начального разбавления, а дальнейшее разбавление протекает весьма медленно вследствие малых скоростей движения и малых глубин воды в водоеме у берега. Береговые выпуски применяются в основном для сброса в водоем атмосферных вод.
Конструкция береговых выпусков зависит от взаимного высотного расположения (соотношения отметок) трубопровода или канала и уровня воды в водоеме, амплитуды колебания уровня воды в водоеме, сбрасываемого расхода сточных вод, конфигурации берегового склона и ряда других факторов.
Выпуски рекомендуется проектировать незатоплепными, со свободным выходом воды в русла рек или водоемы, с отметкой лотка не ниже средней отметки меженных вод. Затопленные выпуски допускается проектировать в следующих случаях: если незатоплеиный выпуск может быть поврежден при ледоставе и ледоходе; если устройство незатопленного выпуска нежелательно по архитектурным или санитарным соображениям. Затопленные выпуски должны располагаться ниже нижней кромки льда в период ледостава.
Береговые выпуски состоят из подпорной стенки (оголовка), крепления берега реки до и после выпуска, а также перед ним и сопрягающего устройства.
Подпорная стенка располагается в конце трубопровода на фундаменте, который во избежание подмыва ограждается со стороны водоема шпунтовой стенкой. Подпорная стенка закрепляет конец трубы, исключая ее смещение и разрушение. Роль подпорной стенки в пределах города может выполнять набережная. Крепление берега реки назначается с учетом геологических условий и гидрологических особенностей (скорость течения, колебание уровней воды и др.) водоема. Оно должно обеспечивать устойчивость русла реки или берега водоема при любом возможном гидрологическом состоянии водоема (паводок, шторм и др.).
Если перепад между отметками трубопровода и уровня воды в водоеме большой, то обязательно устройство сопрягающего устройства, обеспечивающего гашение энергии потока (затопление гидравлического прыжка, гашение скорости течения) сбрасываемых сточных вод. Сопрягающие устройства выполняются в виде многоступенчатого колодезного или бесколодезного перепада, быстротока с водобойным колодцем в основании и др.
4- подпорная стенка
5- шпунтовое ограждение
6- крепление русла реки
Загрузка...
