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 ( 4.145), в соответствии 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°).

Дополнительно по теме канализация:

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

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 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.

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.

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, h = 150 … 200 мм, /i2=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.

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 НА. 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.