Установленная норма потребления воды на человека. Нормы водоотведения

Нормой водоотведения называют среднее суточное количество сточных вод на одного жителя, а на промышленных предприятиях - количество сточных вод на единицу вырабатываемой продукции .

Нормы среднесуточного водоотведения бытовых сточных вод в районах жилой застройки должны приниматься в соответствии с нормами водопотребления в зависимости от степени благоустройства этих районов, а также от климатических, санитарно-гигиенических и других местных условий

В приведенные нормы водоотведения включены все сточные воды, образующиеся в жилых и общественных зданиях (поликлиниках, банях, прачечных, детских, школьных и культурно-просветительных учреждениях), за исключением больниц, санаториев, домов отдыха и пионерских лагерей. При необходимости учета сосредоточенных расходов сточных вод от этих объектов их принимают по действующим нормативам (СНиП П-Г.1-70 «Внутренний водопровод зданий. Нормы проектирования») .

В неканализованных районах нормы водоотведения принимаются из расчета 25 л/сутки на одного жителя за счет сброса в канализацию сточных вод сливными станциями и коммунально-бытовыми предприятиями (банями, прачечными и др.).

Нормы водоотведения бытовых сточных вод от промышленных предприятий, вспомогательных зданий и обслуживающих зданий общественного назначения принимают равными нормам водоотведения по СНиП П-Г.1-70 и исчисляют на одного работающего: в цехах с тепловыделениями более 84 кДж/ч на 1 м3 объема помещения - 45 л/смену с коэффициентом неравномерности 2,5 и в остальных цехах и вспомогательных зданиях - 25 л/смену с коэффициентом неравномерности 3,0.

Продолжительность действия душевых принимают 45 мин после каждой смены. Расход душевых вод исчисляют: для групповых душевых - 500 л на одну душевую сетку, а для индивидуальных душей в бытовых помещениях - 40 и 60 л на одну процедуру в зависимости от требований санитарного режима.

Водоотведение с предприятий местной промышленности, а также неучтенные расходы могут приниматься в количестве 5-10% суммарного расхода сточных вод населенного пункта.

На перспективное развитие канализации (20-25 лет) количество сточных вод определяют по нормам водоотведения (по табл. 2.1) с коэффициентом неравномерности 1,15.

Нормы и коэффициенты неравномерности водоотведения производственных сточных вод промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов следует принимать на единицу выработанной продукции или на основании данных, представляемых технологами.

В каждом отдельном случае при назначении норм следует учитывать прогресс в технике и технологических процессах производства. Нормы водоотведения значите1ьно снижаются в случае применения повторного использования и оборота воды в производстве и могут составлять 2-10% исходной воды. Поэтому для уменьшения количества производственных сточных вод целесообразно там, где позволяет технологический процесс, применять оборот воды в производстве или повторное использование ее в других цехах и производствах.

Среднее суточное количество сточной воды, отводимой от одного жителя, называемое нормой водоотведения или удельным водоотведением q ж, л/сут на 1 чел., установлено на основании опыта работы действующих систем водоотведения (таблица 6).

Данные нормы учитывают расходы воды от административных зданий и коммунально-бытовых предприятий, расположенных в городах.

Таблица 6 - Нормы водоотведения бытовых сточных вод для районов жилой застройки

Удельное водоотведение на промышленных предприятиях учитывает расходы бытовых (хозяйственно-фекальных) душевых и производственных стоков. Нормы водоотведения на бытовые нужды составляют 25 л/чел в смену для холодных цехов и 45 л/чел в смену для горячих цехов (с тепловыделением более 80 кДж/ч на 1 м3 помещения), а на душевые нужды – 500 л/ч на одну душевую сетку. Продолжительность пользования душем составляет 45 мин. после окончания смены. Удельное водоотведение производственных сточных вод зависит от вида выпускаемой продукции или исходного сырья и изменяется в широких пределах.

Канализационную сеть рассчитывают на пропуск максимального секундного расхода сточных вод:

(47)

где N – численность населения города; q ж – норма водоотведения бытовых вод принимается равной норме водопотребления; К общ – общий коэффициент неравномерности водоотведения бытовых сточных вод определяется в зависимости от величины среднего секундного расхода:

(48)

При расчете канализационных сетей удобно вычислять расходы, используя понятие модуля стока, л/(с га) по формуле:

где p – плотность населения на 1 га, тогда

(50)

где F – площадь кварталов в жилой зоне канализуемой территории.

Максимальный секундный расход для производственных сточных вод:

(51)

где q пр – норма водоотведения на единицу продукции, м 3 ; П см – количество продукции в смену с максимальной выработкой продолжительностью T ч; K ч – коэффициент часовой неравномерности водоотведения производственных сточных вод, зависящий от технологических условий.

Расчетный расход сточных вод на участке канализационной сети определяется по формуле:

где q тр – транзитный расход воды, поступающий в расчетный участок сети из боковой сети; q поп– попутный расход, поступающий в расчетный участок сети от зданий прилегающего квартала. Этот расход условно считают присоединенным в начале участка сети, к которому примыкает квартал; q с – сосредоточенный расход от промышленного предприятия.

Бытовую канализацию рассчитывают на частичное наполнение труб – H /d . Расчетные наполнения в трубопроводах бытовой канализации рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб:

Минимальные диаметры трубопроводов сетей уличной канализации принимается в зависимости от системы канализации

Расчетной скоростью называют скорость течения при расчетном расходе и наполнении. Минимальной скоростью (самоочищающей) называют наименьшую допустимую скорость течения, при которой обеспечивается самоочищение труб:

Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод следует принимать 8 м/с – для металлических труб и 4 м/с – для неметаллических.

Канализационные трубы прокладывают с уклоном.

Наименьшим уклоном трубы называется уклон, обеспечивающий при расчетном наполнении трубы скорость самоочищения.

Наименьшие уклоны труб бытовой канализации принимают для труб диаметром 150 мм – 0,08, 200 мм – 0,005, 250 мм и более – определяют гидравлическим расчетом в зависимости от допускаемых минимальных скоростей. Ориентировочно минимальный уклон можно определить по выражению:

i min – 1/ d ,

где d – диаметр трубы в мм.

В ходе гидравлического расчета канализационной сети по полученным значениям расчетных расходов сточных вод определяют диаметры труб, уклоны, обеспечивающие требуемые значения расчетных скоростей и наполнений.

Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных, коммунально-бытовых и общественных зданиях казарменно-жилых комплексов и в бытовых помещениях производственных и специальных объектов. Они поступают из туалетных комнат и кухонь жилых зданий, бань, душевых, прачечных, столовых, предприятий бытового обслуживания, школ, детских учреждений, госпиталей, больниц, поликлиник, спортивных и других сооружений, связанных с пребыванием людей или с обеспечением их повседневных нужд. Бытовые сточные воды загрязнены в основном физиологическими выделениями людей и разного рода хозяйственными отходами.

В крупных и средних населенных пунктах существенную долю (до 40-50%) в загрязнение сточных вод вносят производственные предприятия, сбрасывающие специфические производственные сточные воды в бытовую канализационную сеть. Данную разновидность сточных вод принято называть городскими сточными водами. Для малых населенных пунктов, к которым обычно относятся военные городки частей и соединений, как правило, характерны бытовые сточные воды с крайне незначительной примесью производственных сточных вод.

Объем бытовых сточных вод в военных городках определяется нормами водоотведения и количеством проживающего населения. Нормой водоотведения (удельным водоотведением) называется количество сточных вод (в литрах), поступающее в канализацию:

1) в целом по населенному пункту;

2) из отдельных зданий в расчете на одного человека за сутки или на единицу производительности обслуживающих предприятий. Нормы водоотведения существенно зависят от степени санитарно-технического благоустройства зданий. Для общеплощадочных расчетов действующие нормы отведения бытовых сточных вод аналогичны нормам водоснабжения и согласно СНиП 2.04.02-84 приведены в табл.1.

Таблица 1

Общеплощадочные нормы водоотведения для жилой застройки населенных мест

Данные нормы отведения бытовых сточных вод включают в себя сточные воды, образующиеся в жилых зданиях, в административных зданиях и зданиях общественного назначения, а также в коммунально-бытовых предприятиях, за исключением объектов с временным проживанием населения (гостиниц, вокзалов, домов отдыха, санаториев, детских лагерей отдыха), расход сточных вод от которых должен учитываться особо.

Небольшие городки не имеют полного комплекса коммунально-бытового, торгового, культурного, медицинского и учебно-профессионального обслуживания населения. Частично эти потребности удовлетворяются в других, значительно более крупных населенных пунктах, поэтому общеплощадочные нормы водоотведения для жилой зоны можно считать несколько завышенными.

Очистка и обезвреживание сточных вод

Состав очистных сооружений и варианты возможных технологических схем очистки сточных вод определяются нормативными требованиями («Правила охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами»), предъявляемыми к воде водоемов, являющихся приемниками очищенных сточных вод.

Все водоемы разбиты на три категории: для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для санитарно-бытового водопользования (отдых, купание, спорт), рыбохозяйственного назначения.

Очистку городских сточных вод осуществляют на станциях механической или биологической (биохимической) очистки.

При механической очистке из сточных вод удаляются загрязнения, находящиеся в ней в нерастворенном и частично в коллоидном состоянии. Первоначально вода проходит через решетку, где задерживаются крупные загрязнения (тряпье, бумага и т.п.), отправляемые затем в дробилку. Далее стоки направляются через песколовку, предназначенную для улавливания нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла), в отстойники, в которых происходит выделение из воды взвешенных веществ.

После этого вода попадает в контактный резервуар для хлорирования и выпускается в водоем.

Биологические методы очистки основаны на использовании микроорганизмов, способных в ходе своей жизнедеятельности окислять и минерализовывать органические вещества, находящиеся в сточных водах в растворенном виде, в виде тонких суспензий или коллоидов. Такая очистка может проходить как в естественных условиях (поля орошения и фильтрации, биологические пруды и окислительные каналы), так и в искусственных (био- и аэрофильтры, аэротенки, компактные установки с механическим аэрированием). Для биологической очистки большого количества сточных вод наиболее часто применяют аэротенки. Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной воды при непрерывном поступлении кислорода воздуха. Активный ил - это скопление микроорганизмов, способных сорбировать на своей поверхности органические загрязнения и окислять их в присутствии кислорода воздуха. Очищенная вода и активный ил разделяются в открытом резервуаре - илоотделителе, куда поступает иловая смесь, выделенный активный ил возвращается в камеру реакции. Очищенные сточные воды отводятся по каналу к водоему и сбрасываются в него.

Для определения расчетных расходов необходимо знать количество жителей, проживающих в населенных местах, норму водоотведения и режим поступления сточных вод в сеть.

Нормы водоотведения для населенных мест принимают равными нормам водопотребления - от 125 до 350 л/сут на одного жителя в зависимости от степени благоустройства зданий. В связи с неравномерностью потребления воды существует и неравномерность ее отведения. Понятия о коэффициенте часовой и суточной неравномерности в водопроводе и канализации аналогичны. Однако в канализационную сеть дополнительно поступает вода от сетей центрального и горячего водоснабжения и др.

где N - расчетное число жителей;

q - норма водоотведения на одного жителя, пользующегося канализацией, л/сут.

Гидравлический расчет сети ведут на максимальный секундный расход q mii < . (л/сут), который определяют по формуле

где k gen max - коэффициент общей максимальной неравномерности водоотведения.

Расчетные расходы производственных вод (м э /сут и л/с) определяют по формулам

где q, lpm , - норма водоотведения производственных вод;

Mi, Mj - количество выпускаемой продукции соответственно в сутки и в смену с наибольшей производительностью, к ч - коэффициент часовой неравномерности; 7" - продолжительность работы оборудования, ч.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ДОЖДЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Устройство дождевой канализации

Начертание дождевой сети в плане зависит от:

рельефа местности;

размера территории; расположения подземных коммуникаций.

Дождевые воды, стекающие с поверхности земли, поступают в закрытую водосточную сеть через дождеприемники, Дождеприемник представляет собой колодец, перекрытый с верху приемной решеткой. Из дождеприемника дождевая вода по соединительной ветке, закладываемой в низовой части дождеприемника, поступает в подземную водосточную сеть. Дождеприемники бывают круглыми, не менее 0,7 м или прямоугольными (0,6-0,9 м). Основание дождеприемника без осадочной части закладывается на глубину не менее 0,8 м, Приемные решетки изготовляются из чугуна или стали. Расстояние между дождеприемниками принимается в зависимости от уклона улицы от 50 до 80 м друг от друга (при ширине улиц до 30 м и условии, что в дождеприемники не поступают дождевые воды с кварталов).

При ширине проезда до 30 м подземная водосточная сеть проходит по его середине. При большей ширине проезда водосток можно прокладывать в две линии по обеим сторонам.

В современных благоустроенных жилых кварталах дождеприемники располагаются как на улицах, так и внутри кварталов на внутриквартальных проездах. При этом к сети присоединяются внутренние водостоки. Длины присоединений должны быть не менее 40 м, а диаметр - не менее 200, уклон - 0,02. При невысокой степени благоустройства и при уклоне более 0,01 внутри квартала вода собирается в открытые лотки, затем в уличные и попадает в дождеприемник. Глубина воды в лотках не должны быть более 6 см. Лотки в пределах магистралей могут иметь дождеприемник в конце лотка, общей длиной, достигающей 150 – 300 м (при продольном уклоне 0,004-0,005). При меньших уклонах в пределах квартала длины назначаются так, чтобы слой воды был меньше 6-7 см. Общая длина лотков не превышает 40-50 м. Дождеприемники устанавливают на перекрестках улиц, не доходя до «зебры».

Определение максимальных расчетных расходов

Метод определения максимального расхода основан на допущении, что любой водосбор имеет характерное время концентрации стока, равное времени добегания стока до замыкающего сечения. Данное допущение положено в основу так называемого метода предельных интенсивностей.

где q r - расход дождевых вод,

z mid - среднее значение коэффициента,

характеризующего поверхность бассейна стока

определяемое согласно п.2.17,

А,n - параметры, определяемые согласно п.2.12,

F - расчетная площадь стока, га,

t r - расчетная продолжительность дождя, мин.

Коэффициент стока z mid показывает какая часть поверхностного стока попадает в канализацию, для водонепроницаемых поверхностей этот коэффициент больше.

Расчетная продолжительность дождя складывается из времени поверхностной концентрации (3 – 10 мин), продолжительности протекания дождевых вод по лоткам (t can =0,021 l can /v can), продолжительность протекания воды по трубам (t p =0,017 l p /v p).

А=q 20 20 n (1+lgP/lgm r) γ , где

q 20 – интенсивность дождя, л/с на га, для данной местности продолжительностью 20 мин при P=1 год, определяемая по черт. 1.;

n – показатель степени, определяемый по табл. 4;

m r – среднее количество дождей за год, принимаемое по табл. 4;

Р – период однократного превышения расчетной интенсивности, год, принимаемый по п. 2.13;

γ – показатель степени, принимаемый по табл. 4.

Расчетный расход дождевых вод для гидравлического расчета:

q cal =β q r , где

β – коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости.

Высотная установка дождевой сети.

Глубина заложения Н, м, уличного коллектора в начальной точке вычисляется по формуле-

Н=h+i п l п +i в l в +(z 1 -z 2)+Δ, где

h - глубина заложения линии присоединения в наиболее удаленном дождеприемнике,

i п, i в - уклоны труб присоединительной ветви и внутриквартальной сети (i п =0,02, i в =0,005 при D=200 мм),

l п, l в - длины присоединительной ветви и внутриквартальной сети от наиболее удаленного колодца до колодца на уличной магистрали (принимаются по плану квартала с нанесенными на нем дождеприемниками и внутри квартальной сетью), м,

z 1, z 2 - отметки поверхности земли после планировки соответственно на уличном проезде и у самого удаленного дождеприемника, м,

Δ - перепад между лотками внутриквартальной и уличной сети, м.

Максимальная глубина заложения труб при открытом способе прокладки 5-6 м. При методе щитовой проходки - на любая глубина.

Расстояние по вертикали в свету от трубопровода дождевой сети-

Водоводов выше на 0,4 м

Других трубопроводов-0,4,

Трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения- не менее 0,4 м

Для самотечных дождевых сетей рекомендуется применять железобетонные, бетонные, керамические, асбестоцементные трубы. А для напорных сетей в зависимости от давления, грунтовых и др. условий – напорные железобетонные, чугунные, пластмассовые трубы.

Конструкция оснований под трубы принимается в зависимости от диаметра труб, гидрогеологических условий, вида грунта и их несущей способности В нормальных, достаточно плотных грунтах (доп давл. 0,15 МПа) трубы всех типов укладываются на естественное основание. Если под трубами связные (глинистые) или крупнообломочные (гравий), то устраивается песчаная подушка. Толщиной не менее 0,1 м. В грунтах, находящихся в более невыгодных условиях, могут устраиваться искусственные основания из бетона, железобетона и др.