CC BY
70УДК 622.331:688.3:626.816
Торопчин М.А.
Торопчин Михаил Андреевич, к.т.н., доцент кафедры природообустройства и экологии Тверского государственного технического университета. 170023, Тверь, Академическая, 12.
Toropchin M.A.
Toropchin Michail A. Ph.D., Associate Professor of Environmental Engineering and Ecology of Tver State Technical University. 170023 Tver, Academicheskaya, 12.
УЧЕТ ОСАДКИ ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ И УМЕНЬШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ТОРФА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА БОЛОТАХ
Аннотация. Для создания условий для строительства и эксплуатации очистных сооружений на болотах необходимо предварительное осушение в течение 1 года. При осушении происходит уплотнение торфяной залежи и уменьшение коэффициента фильтрации торфа. Для определения осадки торфяной залежи по трассам подающих сточную воду и принимающих очищенную воду элементов сети на площадках очистного сооружения предлагается использовать формулы Панадиади А. Д. По величине осадки залежи назначаются проектные глубины подающих и принимающих элементов сети на площадках очистного сооружения. Коэффициент фильтрации торфа после 1 года предварительного осушения рассчитывается по формуле Лундина К.П.
ACCOUNT SETTLEMENT AND REDUCTION PEAT DEPOSITS FILTRATION COEFFICIENT PEAT FOR DESIGN AND CONSTRUCTION OF TREATMENT PLANTS IN THE MIRES
Abstract. To create the conditions for the construction and operation of sewage treat-ment plants in the marshes requires prior draining for 1 year . When draining is compacted peat deposits and a decrease in the filtration coefficient of peat. To determine the rainfall peat deposits on lines feeding the effluent and receiving purified water network elements on the sites of the treatment plant is proposed to use the formula A.D. Pa-nadiadi. The largest deposits of precipitation appointed design depth of feed and receiving network elements on the sites of the treatment plant. Peat filtration coefficient after 1 year of preliminary drainage calculated as K.P. Lundin.
Ключевые слова: торфяное болото, фильтрация, осушение, очистное сооружение.
Key words: peatland, filtration, drainage, sewerage plant.
Для удешевления очистки сточных вод небольших населенных пунктов предлагается создавать очистные сооружения на болотах [1, 2].
При проектировании очистных сооружений на болотах следует предусматривать предварительное осушение в течение 1 года, чтобы обеспечить условия для строительства и поглощения загрязняющих веществ торфом. Известно, что при осушении торфяников происходит уплотнение и осадка залежи. При этом наблюдается изменение водно-физических свойств торфа, в том числе и коэффициента фильтрации [3, 4]. Для того чтобы правильно запроектировать глубины подающих стоки и принимающих очищенную воду элементов сети очистных сооружений, необходимо знать осадку залежи. Для расчета осадки залежи следует проводить компрессионные исследования характеристик торфа с определением естественной пористости торфа и ее значений после осушения в течение 1 года по всей глубине залежи и других его водно-физических свойств [3, 4]. Также необходимо определять коэффициент фильтрации торфа после осадки залежи в результате указанного осушения. Все эти исследования довольно продолжительные и затратные, тем более желательно проводить их и после осушения, особенно измерение коэффициента фильтрации торфа.
Однако можно определять осадку залежи Нос по трассам подающих сточную воду и принимающих очищенную воду по формулам А.Д. Панадиади:
Нос н - 0,18 ' Кп ' Н3
h 0,64
о
(для залежи низинного типа),
Н = 0 16 ■ К ■ Н 0,52 ■ И 0,63
11ос в 11п 11з "о
(для залежи верхового типа),
где
Нз - мощность торфа в залежи до осадки, м; Ио - проектная глубина осушителей (Ио под. -подающих сточную воду и Иопр. - принимающих очищенную воду элементов сети на торфяных площадках очистных сооружений на болотах), м;
Кп - коэффициент, зависящий от плотности абсолютно сухого вещества торфа в залежи.
Таблица. Значения коэффициента Кп в зависимости от плотности абсолютно сухого
вещества торфа
с, кг/м3 60 60-70 70-80 80-100 100-120 >120
Кп 5,4 3,8 2,7 2 1,4 1
Рассчитав осадку залежи по трассам принимающих и подающих элементов сети по выше приведенным формулам, отмечаем ее размеры на чертежах осушителей в вертикальной плоскости, затем можно соединить плавной кривой линией эти точки и таким образом получим поверхность торфяной залежи после осадки. Только после этого можно назначать проектные глубины подающих и принимающих элементов сети очистных сооружений на болотах. Результат такого расчета осадки залежи с запроектированными осушителями и подающими элементами сети в вертикальной плоскости приведен на рис. 1.
Для того чтобы определить коэффициент фильтрации после осушения торфяных месторождений Ко, можно использовать формулу Лундина К.П. [3].
Ко - К ■ е~с • а ,
(2)
где
К - коэффициент фильтрации торфа неосу-шенной залежи, м/сутки; е - основание натуральных логарифмов; а - норма осушения данного участка торфяной залежи, отведенной под очистные сооружения; с - эмпирический коэффициент, зависящий от давности (срока) осушения.
Изменение коэффициента с от продолжительности осушения торфяных залежей показано на рис. 2 [3]. По выше приведенной формуле по проектной норме осушения а и значению эмпирического коэффициента с можно рассчитать коэффициент фильтрации торфа после 1 года осушения торфяной залежи.
Таким образом, учитываются осадка залежи и изменение коэффициента фильтрации торфа в результате предварительного осушения участка торфяного месторождения в течение 1 года при проектировании и строительстве очистных сооружений на болотах.
Рис. 1. Пример рассчитанной осадки залежи при предварительном осушении в течение одного года: а) открытые осушители; б) дрены. Носпод- величина осадки торфяной залежи по трассам подающих сточную воду элементов сети; Ноапр- величина осадки торфяной залежи по трассам принимающих очищенную воду элементов сети.
Fig. 1. Example of precipitation deposits calculated in the preliminary drainage within one year: a) open channels; b) drains. Ноа под - the value of precipitation peat deposits on lines feeding the waste water network elements; Ноа пр.- the value of precipitation peat deposits along the routes taking purified water network elements.
Рис. 2. Изменение параметра с в зависимости от давности осушения залежи
Fig. 2. Change parameter c depending on the duration of the drying reservoir
сиблиографический список
1. Пат. 2397149 Российская Федерация МПК С1 R11/51,19/3/32 Способ и сооружение очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с использованием элементов экологической системы/ В.И. Толстограй, К.И. Лопатин, Ю.Н. Женихов, В. И, Суворов, В, В, Панов. № 2008146328/15, заявл. 25.11.2008, опубл. 20.08.10, Бюл. № 23. 10 с.
2. Суворов В.И. Актуальные вопросы использования торфа и болот [Текст]: С. 89
монография / Ю.Н. Женихов, В.В. Панов, К.И. Лопатин, В.И. Толстограй, И.А. Юсупов. Тверь: «Триада», 2012. 152 с.
3. Лундин К.П. Водные свойства торфяной залежи. Минск: Урожай, 1964. 211 с.
4. Коновалов Е.А. Исследование уплотнения торфяной залежи при осушении ее различными способами: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Калинин, 1965. 21 с.
