КАНАЛИЗАЦИЯ

ВОДОМЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

Расходы сточных вод, поступающих на очистные сооружения или отдельные группы сооружений, а также расходы стоков, отводимых от этих сооружений, измеряют в напорных трубопроводах (в насосных станциях, дюкерах, подводящих или отводящих напорных участках кол­лекторов и т. п.). Измерение в напорных трубопроводах более точно и надежно, чем в безнапорных (открытых) каналах, и связано с меньши­ми потерями напора.

Измерение в напорных трубопроводах расхода сточных вод при со­держании механических примесей более 1000 мг/л следует производить при помощи труб Вентури с конической входной частью.

Измерение расхода сточных вод с меньшим количеством механиче­ских загрязнений можно производить при помощи труб Вентури, снаб­женных соплом Вентури.

При невозможности измерить расход сточных вод в напорных трубо­проводах должно быть предусмотрено измерение в открытых прямо­угольных лотках и каналах с использованием для этой цели лотков Вен­тури, водосливов с порогом треугольного профиля или лотков Пар - шаля.

Наиболее точным и надежным измерительным устройством для кон­троля расхода сточной воды в прямоугольных каналах шириной 450— 2400 мм являются лотки Вентури (табл. 4.68).

Лоток Вентури (рис. 4.156) представляет собой устройство, вызыва­ющее сжатие потока и перепад уровней воды, при котором расход жид -

Кости зависит только от уровня в контрольном сечении. В зависимости от способа отбора импульса и установки дифманометра запроектиро­ваны два варианта водоизмерительных лотков: I вариант — со шкафом и П вариант — с колодцем.

Для определения расхода замеряется высота слоя воды в контроль­ном сечении.

Лотки Вентури можно выполнять из железобетона или металла. Для' измерения расхода агрессивных по отношению к металлу или железо­бетону сточных вод поверхности лотков, соприкасающиеся со сточными водами, должны быть футерованы коррозионностойким материалом (листовым винипластом, стеклопластиком и т. п.) или покрыты анти­коррозионными материалами, например путем напыления.

Основное уравнение расхода, м3/ч, измеряемого при помощи лотков Вентури, имеет вид

Q — О,1941. Се Cv Bfi3/2 . (4.306)

Где b — ширина горловины лотка, м; Я— напор в контрольном створе, м; Се— коэффициент расхода (0,927—0,988);

Cv — коэффициент, учитывающий влияние скорости в подводящем канале (1,002—1,147).

Для измерения расходов от 50 до 1000 л/с невзрывоопасных сточных вод, имеющих нейтральную среду, применяется и пропорциональный

План 1-І

Водослив (рис. 4.157, табл. 4.69), который представляет собой су­жающее устройство с прямоугольным и криволинейным вырезами, обе­спечивающими линейную зависимость расхода от уровня жидкости в лотке. Замер уровней осуществляется в трех вариантах: I вариант — с помощью дифманометра, к которому подведен сжатый воздух (с бар - ботажной трубкой); II вариант — дифманометром, установленным «под уровень», и III вариант — с помощью самописца уровня «Валдай».

Для измерения расхода воды в открытых каналах на канализацион­ных станциях применяют также лотки Паршаля, работающие по прин-

Цилу сжатия потока (рис. 4.158). В таких лотках потери напора мень­ше, чем, например, в измерительных водосливах. Кроме того, они не создают препятствий для прохождения твердых частиц, которые могут быть в сточной воде. Конструкция лотка стандартная.

Водомерный лоток этого типа состоит из следующих основных ча­стей: подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. Лоток устанавливают на канале прямоугольного сечения шириной не менее 40 см.

Расход воды, проходящей через лоток, определяют из гидравличес­ких зависимостей между расходом Q и изменением уровня, вызыва­емым сужением потока, а также изменением скорости в лотке.

В средней части (горловине) боковые стенки лотка строго верти­кальны и параллельны, а дну придан уклон 0,375 в сторону движения воды. К горловине с обеих сторон примыкают подводящий и отводящий раструбы с расходящимися к концам лотка стенками. От ширины горло­вины лотка 6 зависят длина подводящего раструба и ширина входа и выхода лотка. Для водомерных лотков при 6>30 см длину подводя­щего раструба по оси лотка, см, принимают равной: 1 = 0,5 b--120; шири­ну входа, см, А —1,2 6+48; ширину выхода, см, 5 = 6+30; длину горло­вины /2 = 60 см, а длину отводящего раструба по оси лотка k = 90 см. Дно подводящего раструба выполняют горизонтальным, а дно отводя­щего раструба — с обратным уклоном (к горловине), равным 0,166.

Для определения расхода воды в таких незатопленных лотках необ­ходимо измерить только глубину воды Я перед лотком, до начала кри­вой спада, в сечении //—II. Эта глубина может быть измерена при по­мощи дифманометра с самопишущими приборами, имеющими привод от часового механизма или электродвигателя с дистанционной передачей измерений, что позволяет определить расход воды в любой момент вре­мени, а также суммарный суточный расход. Водомерные лотки перемен­ного сечения изготовляются из монолитного железобетона.

Расход сточных вод Q, м3/с, при свободном истечении определяют по следующим эмпирическим формулам:

При 6=0,15 м

Q = 0.384Я1,58; (4.307)

При 6 = 0,3 ... 1,5 м

Q = 2,365ЬНп, (4.307а

Где п — показатель степени, принимаемый:

TOC o "1-3" h z При Ь ==0,3 м. . . .......................................................... . 1,522

» fe==o,5 »...................................................................... 1,54

» Ь = 0,75 »...................................................................... 1,558

» 6 = 1 »...................................................................... 1,572

» 6 = 1,25 »...................................................................... 1,577

» b = l,5 >............................................................................... 1,585

Формулы (4.307) и (4.307а) для определения расхода могут приме­няться в тех случаях, когда глубина воды над порогом водослива в точ­ке Г меньше 0,5# для лотков с 15 см и меньше 0,7Н для лотков с Ь^ ^30 см.

Размеры измерительных лотков в зависимости от расхода указаны в табл. 4.70.

При измерении больших расходов воды лотком Паршаля (от 3000 до 11 000 л/с) зависимость между глубиной в сечении //—// и расходом во­ды выражается формулой (при свободном истечении) при 6 = 4,5 м:

Q — 10,95//1,6 . (4.308)

Лотки Паршаля могут применяться для измерения как малых, так и больших расходов воды, обеспечивая при этом высокую точность из­мерения.

Самопишущий прибор для определения уровня устанавливают в зда­нии. Наиболее широкое применение нашел прибор Э-610. В задней стен­ке этого прибора просверливают отверстие и выводят наружу ось прибо­ра (для этого наращивают ось). К выступающей части оси прикрепляют стержень, на другом конце которого укреплен цилиндрический попла­вок, плавающий на поверхности воды успокоительного колодца, распо­ложенного сбоку от водомерного лотка. При измерениях уровня воды в лотке поплавок совершает радиальные движения, которые фиксируют­ся в уменьшенном масштабе пером стрелки регистрирующего прибора. При движении диска на нем записывается суточная диаграмма уровней жидкости в водомерном лотке. Прибор должен быть протарирован. Для удобства пользования прибором обычно составляют таблицу, которая дает возможность по каждому показанию диаграммы быстро опреде­лять расход воды.

Кроме основного прибора в помещении контрольно-измерительных приборов очистных сооружений ставят и дублирующий прибор Э-610, который включен в электрическую схему основного прибора. Положение стержня в катушке первого (основного) прибора зависит от положения поплавка в колодце. Стержень в катушке дублирующего прибора повто­ряет автоматически положение первого стержня.

Для правильной работы водомерных лотков указанного типа уча­сток канала на расстоянии 15 м выше места установки водомерного лот­ка должен быть прямолинейным в плане, русло участка канала должно быть прямоугольным с одинаковым уклоном по длине, а ось лотка долж­на совпадать с продольной осью прямолинейного участка канала.

Соединение горловины с выходной частью подвергается размыву, вследствие чего бетонные конструкции разрушаются. Применение сбор­ных металлических горловин предотвращает разрушение лотков, что не­обходимо учитывать при их конструировании.

Определение расхода воды может быть произведено, хотя и несколь­ко менее точно, по тарированной рейке в обычном лотке. Для потоков с устойчивым руслом существует постоянная однозначная зависимость между расходом Q и глубиной потока Я. Установив однажды эту зави­симость и изобразив ее в виде кривой, в дальнейшем достаточно заме­рять только глубину потока; соответствующий ей расход воды находит­ся по этой кривой. Тарирование рейки производят одновременным изме­рением расхода воды в канале (вертушкой, водосливом, барометром) и уровня воды по закрепленной в канале рейке.

Для тарирования рейки и замеров расхода выбирают прямой участок лотка или канала. На этом участке рядом с каналом устраивают кар­ман (успокоительный колодец) размером 0,3X0,3 м в плане, в котором устанавливают рейку. Карман соединяется с лотком или каналом через отверстие в рдзделяющей их стенке; отверстие следует располагать бли­же к дну канала с таким расчетом, чтобы в него не могли поступать всплывающие на поверхность воды нефть и жировые вещества. В кар­мане движения воды нет и поверхность ее будет находиться в покое, что позволит делать отсчеты с большей точностью. Перед тарированием рей­ки весь участок канала должен быть очищен от наносов. При тарирова­нии рейки водослив должен быть установлен выше кармана по течению на расстоянии не менее 2—3 м.

К водомерным устройствам для сточных вод предъявляются специ­альные требования. Водомерное устройство не должно задерживать на­носов, быть надежным при малом перепаде, т. е. при небольшей потере напора в водомере.

Повышенную точность измерения расходов сточных вод можно до­стигнуть применением сборных пластмассовых измерительных лотков и водосливов, разработанных Союзводоканалпроектом.