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
К атегория: Очистка сточных вод
Выпуск сточных вод в водоем
Очищенные сточные воды при искусственной очистке отводят по каналу к месту спуска их в водоем. Отводной канал обычно заканчивается береговым колодцем, из которого очищенные сточные воды через выпуск сбрасываются в водоем. Чем благоприятнее условия для перемешивания спускаемых сточных вод с водами водоема, чем лучше используется самоочищающая способность водоема, тем более загрязненные сточные воды могут быть сброшены в него.
Выпуски сточных вод классифицируются по типу водоема (речные, озерные и морские), по месту расположения (береговые, русловые и глубинные) и по конструкции (сосредоточенные и рассеивающие).
Береговые сосредоточенные выпуски проектируются в виде открытых каналов, быстротоков, консольных сбросов, оголовков. При этом происходит весьма незначительное разбавление сбрасываемых сточных вод с водой водоема, поэтому использование самоочищающей способности водоемов очень низко. Такие выпуски применяют для сброса дождевых или малозагрязненных сточных вод. Чаще устраивают русловые рассеивающие выпуски, обеспечивающие наилучшее смешение сточных вод с речными. Глубинные выпуски применяют при сбросе сточных вод в озера, водохранилища, моря.
Выпуск представляет собой стальную перфорированную трубу с металлической обоймой со щелями. Обойма заполнена гравием или щебнем. Площадь щелевых отверстий решетчатого дна обоймы составляет 40-50% его площади. Выход воды в виде вертикальных струй обеспечивает эффективное смешение с водой водоема.
Часть 2
Очищенные сточные воды отводятся по каналу к месту спуска их в водоем. Отводный канал обычно заканчивается береговым колодцем, из которого очищенные сточные воды через так называемый выпуск сбрасываются в водоем. Конструкция выпуска имеет существенное значение для решения вопроса о необходимой степени очистки сточных вод. Чем благоприятнее условия для перемешивания спускаемых вод с водой водоема, чем больше используется самоочищающая способность водоема, тем меньше необходимая степень очистки сточных вод. Различают следующие конструкции выпусков: сосредоточенные, посредством которых вода сбрасывается в водоем только через одно отверстие; рассеивающие, при которых сброс воды осуществляется через ряд отверстий. В практических условиях применяют те и другие выпуски, но рассеивающий выпуск имеет большее распространение, так как он обеспечивает лучшее смешение сточной воды с водой водоема.
Рис. 1. Рассеивающий выпуск с тройниками и коленами
Рис. 2. Общий вид рассеивающего выпуска
Выпуск следует доводить до середины реки. В месте укладки выпуска дно реки необходимо предохранять от размыва и заиления.
Выбор места сброса очищенных сточных вод должен быть согласован с органами санитарной инспекции, с управлениями судоходства и другими организациями, которые заинтересованы в сохранении условий нормальной эксплуатации водоема.
В настоящее время в большинстве случаев применяют следующие конструкции рассеивающих канализационных выпусков: выпуски с тройниками и коленами (рис. 1) и с тройниками (рис. 2).
На рис. 2 изображен общий вид рассеивающего выпуска конструкции Гипроспецнефти с раздачей воды через тройники.
В последнее время инж. А. X. Максимовым. (Ленинград) предложена упрощенная конструкция рассеивающего выпуска, обеспечивающая хорошие эксплуатационные условия. Выпуск воды производится через отверстия в трубе, находящиеся на определенном расстоянии друг от друга.
Инж. А. X. Максимов разработал и теорию гидравлического расчета такого выпуска, основанную на том, что при постепенной раздаче воды через отверстия имеет место так называемое движение жидкости с переменной массой.
- Выпуск сточных вод в водоем
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.
Очищенные сточные воды после дезинфекции отводятся по закрытому трубопроводу или открытому каналу к месту спуска в водоем. Отводный канал обычно оканчивается береговым колодцем, из которого воды спускаются непосредственно в водоем через выпуск.[ ...]
Основной задачей при устройстве выпуска является достижение наиболее полного смешения выпускаемой воды с водой водоема, чтобы получить наибольшее разбавление сточных вод, которые содержат еще некоторое количество загрязнений.[ ...]
В зависимости от формы и режима участка реки при сбросе в нее очищенных сточных вод устраивают береговой или русловый выпуск; последний может быть сосредоточенным или рассредоточенным. При сбросе очищенной жидкости в море или водохранилище устраивают береговые или глубоководные выпуски.[ ...]
Русловые и глубоководные выпуски выполняются из стальных, чугунных, железобетонных или бетонных труб, защищенных от коррозии. Оголовки выпусков всех типов выполняются преимущественно из сборного железобетона.[ ...]
При непосредственном сбросе сточных вод у берега устройство выпуска проще (рис. 4.151), однако степень разбавления меньше, чем при выпуске на некотором расстоянии от берега.[ ...]
Рассредоточенный выпуск обеспечивает лучшее смешение сточной воды с водой водоема. Каждый выпуск заканчивается оголовком.[ ...]
Скорости течения в подводной части выпуска желательно принимать возможно большими (не меньше 0,7 м/сек) с целью предохранения его от заиливания.[ ...]
Отверстия оголовка следует располагать на достаточной высоте от дна (0,5-1 м) во избежание размыва дна или заноса оголовка. Расстояние от нижней поверхности льда до отверстий должно быть не менее 0,5-1 м.[ ...]
В зависимости от глубины водоема, толщины ледяного покрова и наличия судоходства подбодную часть выпуска укладывают в траншею или непосредственно по дну водоема с закреплением сваями или с каменной обсыпкой. Трубопроводы укладывают звеньями длиной по 50- 100 м в зимнее время со льда, а в летнее с барж. Удобнее и дешевле укладка труб со льда.[ ...]
При выпуске сточных вод в море место выпуска должно быть расположено за границами селитебной части и выбрано с учетом направления течений, волнообразований, направлений господствующих ветров, наличия прибоя морской волны и т. д. так, чтобы был обеспечен унос от населенного места выпускаемых сточных вод морским течением. Длина выпуска до установленной глубины заложения его устьевой части должна быть наименьшей, выпускные отверстия располагаются на глубине не менее 1 я от уровня воды при отливе и не менее 1 м от дна моря.
