КАНАЛИЗАЦИЯ

ВЫПУСКИ ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ

Для спуска очищенных сточных вод в водоемы применяют два ти­па выпусков: береговые и русловые. Береговые выпуски подразделяются на затопленные и незатопленные. Для затопленных береговых выпусков устраиваются береговые колодцы с выходом сточных вод под уровень воды в водоеме. Незатопленные береговые выпуски (рис. 4.145), в соот-

Ветствии с положениями гидравлики, рассматриваются как соединение потоков под различным углом слияния.

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.

Русловые выпуски располагаются на определенном расстоянии от берега. Эти выпуски подразделяются на сосредоточенные, рассеиваю­щие и эжекторные.

Выбор конструкции руслового выпуска зависит от санитарных тре­бований к разбавлению сточных вод в водоеме, кроме того, от гидрав­лической структуры потока, морфологии русла и от геодезической от­метки уровней воды в береговом колодце и в реке.

Применение сосредоточенных русловых выпусков возможно или при разбавлении стоков перед выпуском (при подаче воды из водоема на­сосами в береговые контактные резервуары до концентрации загряз­нений в смеси, близкой по количественным показателям к норматив­ной), 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.

Если ПЛОТНОСТЬ СТОКОВ рст выше ПЛОТНОСТИ ВОДЫ рв в водоеме, сле­дует применять высоконапорные распределители, способствующие рас­пространению стоков на всю глубину. Если плотность стоков рст меньше плотности воды в водоеме рв, следует применять низконапорные распре­делители с расположением отверстий под минимальным углом к гори­зонту (5—10°).

На основании данных лабораторных исследований ВНИИ ВОДГЕО можно рекомендовать следующие выпуски с оголовками: цилиндричес­ким; открытым рассеивающим; русловым рассеивающим с эжектор - ными насадками.

Выпускной оголовок цилиндрического типа может быть использован для сброса сточных вод в речной поток, в котором обеспечивается при­ток достаточного количества речной воды для получения требуемой кратности начального разбавления.

Представляет интерес конструкция цилиндрического выпускного ого­ловка, состоящего из цилиндрической камеры с прорезями и подводя­щего трубопровода. Трубопровод соединен с цилиндрической камерой у ее торца под углом ~45° (в плане), благодаря чему в ней образуется винтообразное течение, обеспечивающее равномерный выпуск сточной жидкости по фронту сооружения.

Длина цилиндрической камеры определяется по формуле

(4.303)

Ьср (Н — £>)'

Где Q — расход воды в реке, разбавляющий сточную воду в на­чальном участке; рср, Н — средние скорость и глубина реки в зоне выпуска; D — диаметр цилиндрической камеры;

Н н н

K—коэффициент, равный: при ——— и при — <

<36=1,5.

Диаметр цилиндрической камеры принимается равным D — 2 ... 3d, где D — диаметр подводящего патрубка. Скорость течения в подводя-
щем патрубке, при которой наблюдается наиболее благоприятный ре­жим выпуска стоков, составляет 2—3 м/с. Максимальная длина цилинд­рической камеры из условия обеспечения равномерного выпуска по длине не должна превышать 10D.

Для промывки цилиндрической камеры предусматривается устрой­ство ее торца съемным, на болтах. В русле реки цилиндрический оголо­вок может быть установлен с помощью свайного крепления.

Открытый рассеивающий выпускной оголовок представляет собой горизонтально расположенную конусную трубу, в которой сделан вырез

Рис. 4.146. Схема и конструкция рассеивающего выпуска

1 — труба; 2 — обой­ма выпусков; 3 — гра­вийная засыпка;

4 — стенка обоймы;

5 — решетчатое дно обоймы; 6—берего­вой колодец выпуска: 7 — решетка; 8 — бе­реговой трубопровод: 9 — поперечные стен­ки обоймы; 10—Крыш­ка обоймы с отвер­стиями; 11 — щели в трубе; 12 — опорные

Поперечные трубы

На боковой поверхности (7з по длине окружности), снабженный попе­речными направляющими. Сточная струя, попадая в камеру оголовка, рассекается направляющими, в результате чего осуществляется равно­мерный сброс стоков по фронту сооружения. Наиболее благоприятные условия наблюдаются при скорости течения речного потока большей, чем скорость истечения сточной жидкости из оголовка. Обтекающий речной поток в зоне истечения будет создавать области пониженного давления, при этом возникает эффект эжекции, способствующий интен­сификации разбавления сточных вод.

Длина камеры оголовка может быть определена по среднему диа­метру DСР. Угол конусности камеры принимается равным 6—8°, ее боль­шой диаметр D6=(l,5 ... 2)d, малый диаметр DM=(0,5 ... 1 )d, где D — диаметр подводящего патрубка. Угол конусности переходной диф - фузорной части принимается из условия непрерывности потока также 6—8°,

Расчет разбавления при применении открытого рассеивающего ого­ловка ведется аналогично расчету для цилиндрического оголовка, если принять средний диаметр камеры за расчетный.

Благодаря открытой конструкции оголовка нет необходимости в спе­циальных мероприятиях по его прочистке. В русле реки открытый рас­сеивающий выпускной оголовок может быть установлен с помощью свайного крепления.

На рис. 4.146 показана схема конструкции рассеивающего фильт­рующего струйного выпуска, позволяющей приблизить створ смешения очищенной воды практически к створу самого выпуска. Выпуск пред­ставляет собой стальную перфорированную трубу постоянного сечения с приваренной к ней по всей длине металлической обоймой с щелевыми отверстиями. Обойма заполнена крупным гравием или щебнем. Ширина обоймы в зависимости от диаметра трубы принимается 150—400 мм, hi = 150 ... 200 мм, /і2=400 ... 600 мм. Площадь щелевых отверстий решет­чатого дна обоймы должна составлять 40—50% его площади. Выход очищенной воды в водоем в виде многочисленных вертикальных струй со скоростью истечения 2—2,5 м/с обеспечивает быстрое и эффективное смешение с водой водоема.

Русловой рассеивающий оголовок с эжекторными насадками со­стоит из подводящего трубопровода, рассеивающей его части, выпуск­ных патрубков с соплами и эжекторных камер. Трубопровод укладыва­ется в траншею с каменной засыпкой, над поверхностью дна выводятся выпускные патрубки с соплами и устанавливаются эжекторные камеры. Крепление эжекторных камер может производиться непосредственно на подводящем трубопроводе или самостоятельно, например с помощью свай.

По данным ЛИСИ, максимальная кратность начального разбавле­ния соответствует следующим соотношениям размеров эжекторной ка­меры:

ОконФ=1>ЗЯГ0Рл; ^=4...5; 1<^L<6, (4.304)

"о ^горл

Где А<онф — диаметр сечения конфузора в месте подхода к нему

Струи;

А-орл, - f-ropi — диаметр и длина цилиндрической горловины эжекто­ра. Угол конусности конфузора принимается равным 30°, диффузора — 7°.

Применение руслового рассеивающего выпускного оголовка с эжек­торными насадками может быть рекомендовано при малых расчетных скоростях течения в зоне выпуска (менее 0,1 м/с). Подобные условия характерны, например, для верховьев водохранилищ или для зарегу­лированных участков рек.

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.

Значительный интерес представляют выпуски с эжектирующими оголовками. Такие выпуски позволяют снизить в 1,5—3 раза концентра­цию загрязнений уже в момент сброса сточных вод. Это достигается путем повышения скорости истечения воды из оголовков, вследствие чего в поток вовлекается некоторое количество воды, окружающей ого­ловок.

Одним из основных условий бесперебойной работы выпуска в море является его высокая сопротивляемость воздействию морского прибоя, который обладает большой разрушительной силой. Выпуск укладыва­ется нормально к штормовой равнодействующей; глубина его заложе­ния от отметки дна моря должна обеспечивать устойчивость трубопро­вода при колебании уровня воды во время штормов. Чаще всего раз­рушение выпусков происходит в результате разрыва трубопроводов в зоне прибойных волн.

При прокладке трубопроводов на глубине более 10 м нет необходи­мости заглублять их в грунт, так как воздействие волн здесь незначи­тельно.

Сравнение технико-экономических показателей вариантов морского выпуска из стальных труб, уложенных в подводной части, и из чугунных труб, уложенных на свайных опорах, показывает, что выпуск из сталь­ных труб на 15% дешевле. Защитное покрытие внутренней поверхности стенок стальных труб применяют цементное, наружной — битумное, усиленное стекловолокном. Поверх битумного покрытия предусматри­вается слой бетонного покрытия толщиной не менее 100 мм. На голов­ной части выпуска устанавливают железобетонные диффузоры кони­ческой формы. Оголовок закрепляется бетонным блоком.

Оголовок морского выпуска должен иметь размеры, обеспечивающие его устойчивость и надежное соединение с выпускным трубопроводом.