CC BY
61коэффициентов запаса, и подбор трубопроводов и оборудования производить по полученным результатам.
Список литературы:
1. СП 30.13330.2016 Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: 2016, -96с.
2. DIN 1988 standard series - «Технические правила для системы питьевого водоснабжения». http://aquatherm-msk.ru/menu/proektirovnie-i-rschet/ (дата обращения 17.08.2017)
3. СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий. Минстрой России. — М.: ГУП ЦПП, 1996. — 60 с.
УДК 355.7:628.292
ИгнатчикВ.С., СедыхН.А., Гринев А.П.
Ignatchik V.S., Sedih N.A., Grinev A.P.
Экспериментальное исследование неравномерности притока сточных вод Experimental study of sewage water imperfect periodicity
Аннотация:
Приведены результаты экспериментального исследования неравномерности поступления сточных вод на канализационные насосные станции хозяйственно-бытовой внутриквартальной водоотводящей сети, выполнена проверка полученной в ходе математического моделирования зависимости для нахождения общих максимальных коэффициентов неравномерности притока сточных вод на КНС.
Abstract:
The results of an experimental study of sewage water imperfect periodicity of entering the sewage pumping stations of the domestic and inner-block drainage network are presented, the dependence obtained in the course of mathematical modeling is found to calculate the overall maximum coefficients for the sewage water imperfect periodicity entering the SPS.
Ключевые слова: внутриквартальная водоотводящая сеть, канализационные насосные станции, сточные воды, график притока, неравномерность притока, общий максимальный коэффициент неравномерности.
Keywords: internal drainage net, sewage pumping stations, wastewater, inflow schedule, uneven flow, total maximum unevenness factor.
Насосы, оборудование и трубопроводы на канализационных насосных станциях (КНС) выбирают в зависимости от расчетного притока сточных вод. Расчетные общие - максимальные и минимальные притоки сточных вод, с учетом суточной, часовой и внутричасовой неравномерностей, следует определять по результатам моделирования на ЭВМ систем водоотведения, учитывающих графики притока сточных вод от зданий, крупных микрорайонов для военнослужащих, предприятий МО РФ, протяженность и конфигурацию сетей, наличие насосных станций и т.д., либо по данным фактического графика водоподачи при эксплуатации аналогичных объектов. При отсутствии
указанных данных допускается принимать общие коэффициенты (максимальный и минимальный) из ведомственных строительных норм (ВСН) [1] и свода правил (СП) [2].
Как показали исследования, проведенные на 110 КНС Санкт-Петербургского гарнизона и Западного военного округа [3, 4] в хозяйственно-бытовой канализационной сети крупных микрорайонов (внутриквартальной сети), при увеличении средних расходов сточных вод наблюдается значительное отклонение общих максимальных коэффициентов неравномерности от нормативных, приведенных в ВСН и СП [1, 2], в большую сторону.
В рамках исследования неравномерности притока сточных вод на транспортные сооружения системы водоотведения проведено математическое моделирование гидравлических режимов хозяйственно-бытовой водоотводящей сети жилого района [4].
В процессе математического моделирования получена зависимость для нахождения общих максимальных коэффициентов неравномерности притока сточных вод на КНС хозяйственно-бытовых водоотводящих сетей жилых районов (внутриквартальные сети) от среднего расхода сточных вод
исх
ки
k — max
"'max ,,0,01 ' (1)
Чср.
где ктах - общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод на КНС; к^Х -общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод отдельных зданий (абонентов); q - средний расход сточных вод, л/с.
Для использования полученной зависимости на практике, разработана методика расчета, согласно которой:
1. Строятся графики неравномерности водоотведения (водопотребления) каждого здания (абонента), полученные на основании данных приборов учета, либо по данным эксплуатации аналогичных объектов;
2. Суммируются полученные значения, определяется среднесуточное водоотведение (водопотребление) жилого района;
3. Вычисляется общий максимальный коэффициент неравномерности среднесуточного водоотведения (водопотребления) жилого района, по известной формуле [5, 6]
kmax — к1 ' к2 , (2)
к — QJ Q2,
к2 — qi/ q2 J
где к - коэффициент суточной неравномерности сточных вод; Q, Q2 - максимальный и средний суточной расход за год; к2 - коэффициент часовой неравномерности; q, q2 - максимальный и
средний часовые расходы в сутки.
4. По зависимости (1) определяется общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод на КНС.
Для подтверждения полученных результатов было проведено исследование неравномерности поступления сточных вод на КНС.
Рассматриваемая КНС расположена в Санкт-Петербургском гарнизоне и относится к насосным станциям, перекачивающим хозяйственно-бытовые стоки внутриквартальной водоотводящей сети.
Схема расположения КНС и водоотводящих сетей жилой зоны, к которой относится КНС, представлена на рисунке 1.
Рисунок 1.
Общий вид зоны водоотведения КНС с нанесенными водоотводящими сетями
Экспериментальное исследование проводилось в три этапа:
На первом этапе, в режиме реального времени с дискретностью одна минута, собиралась информация о потреблении воды отдельными зданиями исследуемого района [7].
Информация получена из хранилища баз данных автоматизированной системы управления за период с 01.01.2016 г. по 09.02.2016 г для 34 зданий.
В тот же период была собрана информация с двух расходомеров о работе насосов КНС с дискретностью пять минут.
На втором этапе собранная информация обобщалась и обрабатывалась в программе Microsoft Excel. В результате были получены графики водопотребления отдельных зданий и график притока сточных вод на исследуемую насосную станцию. На рисунках 2, 3 приведены примеры полученных сводных графиков водопотребления и притока сточных вод в % от среднего расхода и притока соответственно.
На третьем этапе осуществлялась проверка теоретически полученной зависимости (1) по разработанной методике расчета.
Первая позиция методики была выполнена на втором этапе экспериментальных исследований (см. рисунки 2, 3).
Время,ч
Рисунок 2.
Сводный график водопотребления в % от суточного расхода: 1 - водопотребление в один из дней от одного из абонентов; 2 - среднее значение водопотребления за рассматриваемый период
0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00
Время, ч
Рисунок 3.
Сводный график притока сточных вод на КНС: 1 - приток в один из дней; 2 - среднее значение притока за рассматриваемый период
Далее, суммировались значения водопотребления от каждого здания (абонента) и вычислялось среднее значение водопотребления за рассматриваемый период (с 01.01.2016 г. по 09.02.2016 г.). Среднесуточное водопотребление ( для рассматриваемого жилого района равно
80,54 м3/ч.
На рисунке 4 проиллюстрирован результат сложения значений водопотребления отдельных зданий (абонентов), нахождения среднего значения водопотребления за рассматриваемый период и вычисление среднесуточного значения водопотребления.
Рисунок 4.
Результат сложения графиков водопотребления всех зданий (абонентов) за период с 01.01 по 09.02.2016 г.: 1 - график водопотребления в один из дней рассматриваемого периода; 2 -средние значения водопотребления за рассматриваемый период; 3 - среднесуточное водопотребление
Общий максимальный коэффициент неравномерности для суммы получаем по формуле (2). Коэффициент суточной неравномерности принимается в зависимости от местных условий и равен 1,1...1,3.
Проанализировав полученные графики водопотребления за рассматриваемый период (с 01.01.2016 г. по 09.02.2016 г.), принимаем к =1,3.
Тогда, общий максимальный коэффициент неравномерности
121 24
ктах = —--1,3 = 1,96 .
80,54
Далее, по полученной зависимости вычисляем общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод на КНС, рассматриваемого жилого района
к__ =
к
исх тах тах 0,01
ср.
1,96
Я
22,37
0,01
= 1,90.
Для проверки результата сравним его с коэффициентом неравномерности, который был получен от среднего значения притока сточных вод рассматриваемого жилого района на КНС за период с 01.01.2016 г. по 09.02.2016 г. (см. рисунок 5).
140
т 120 г
О 100
ш
о
о
5
а
с 40
20
0
0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00
Время, ч
Рисунок 5.
Результат нахождения среднего значения графиков поступления сточных вод на КНС за период с 01.01 по 09.02.2016 г.: 1 - в один из дней рассматриваемого периода; 2 - средние значения притока сточных вод; 3 - средний суточный приток сточных вод
Определяем общий максимальный коэффициент неравномерности притока сточных вод, поступающих на КНС по формуле (2)
Кроме того, на рисунке 6 приведен результат сравнения графиков:
- среднего значения суммарного водопотребления абонентов зоны, рассматриваемой КНС и среднего значения притока сточных вод на КНС;
- интегрального водопотребления и интегрального притока сточных вод на КНС рассматриваемой зоны.
1. Оценка полученных результатов показывает следующее: полученное по найденной зависимости значение общего максимального коэффициента неравномерности отличается от полученного экспериментально на 5 %, что показывает высокую сходимость теоретических и экспериментальных исследований.
2. Наглядно видно, что представленные графики водопотребления и притока повторяют друг друга с небольшой разницей во времени (см. рисунок 6), а интегральные графики имеют небольшой разброс в 5 %, что также подтверждает высокую сходимость полученных результатов.
Выводы
140
120
^100
С „ 80 ю ><
Ig 60
о и <2 g
40 20 0
0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00
Время, ч
Рисунок 6.
Сравнение результатов, полученных в ходе экспериментального исследования:
1 - график среднего значения водопотребления абонентов зоны рассматриваемой КНС;
2 - график среднего значения притока сточных вод на КНС; 3 - интегральный график водопотребления; 4 - интегральный график притока сточных вод
3. Проведенное экспериментальное исследование подтверждает результаты, полученные с помощью моделирования на водоотводящей сети крупного жилого района для военнослужащих Осиновая роща, [4] и выведенную зависимость для нахождения общих максимальных коэффициентов неравномерности притока сточных вод на КНС внутриквартальных водоотводящих сетей.
Список литературы:
1. ВСН 34-94 МО РФ Планировка и застройка военных городков. - М.: Министерство обороны Российской Федерации, 1994. - 102 с.
2. СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85. - М.: Министерство регионального развития Российской Федерации, 2012. - 74 с.
3. Гринев, А.П. Оценка влияния длительной эксплуатации на показатели технических характеристик насосов насосных станций объектов военной инфраструктуры / А.П. Гринев, С.В. Саркисов, Ю.П. Анисимов // материалы научно-практической конференции ВАМТО. - СПб.: ВАМТО, 2013. - С. 100-105.
4. Результаты экспериментального исследования неравномерностей поступления сточных вод / В.С. Игнатчик, С.Ю. Игнатчик, А.П. Гринев и др. // Труды ВКА им. А.Ф. Можайского. - СПб., 2015. - № 649. - С. 102-108.
5. Алексеев, М.И. Гидравлический расчет сетей водоотведения. - Ч. 1: Закономерности движения жидкости. - Ч. 2: Расчетные таблицы / М.И. Алексеев, Ф.В. Кармазинов, А.М. Курганов. -СПб.: СПб ГАСУ, 1997.
6. Воронов, Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов / Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев. - М.: Ассоциации строительных вузов, 2006. - 704 с.
7. Саркисов, С.В. Определение аварии в сети водоснабжения по результатам анализа информации полученной системой сбора данных неравномерности потребления воды // С.В. Саркисов, В.А. Обвинцев / Сб. науч. трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы перспективных научных исследований» (31.05.2016 г.). - Смоленск, 2016. - С. 160-164.
У, * ; V \
1_______ 1 JT.J.
\ Л 1 2 у / / ' t "" N 4« / /
\\ \ _____ // * У
и \\ ;> 1 / / Л
\ А У/^ : 3 4
.'-г i
1800
<и
1600 s
<и
1400 Ю о
EL
¡г :
1200 2 ;
о
5 — юоо s S о о
800
600
400
200
J —■
Б та CL L_ Ol
