close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15326

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15326
(13) C1
(19)
E 03F 1/00
(2006.01)
СПОСОБ ОТВЕДЕНИЯ ДОЖДЕВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
BY 15326 C1 2012.02.28
(21) Номер заявки: a 20091248
(56) Рекомендации по расчету систем сбора,
(22) 2009.08.20
отведения и очистки поверхностного
(43) 2011.04.30
стока с селебитных территорий, площа(71) Заявитель: Учреждение образования
док предприятий и определению условий
"Белорусский государственный унивыпуска его в водные объекты. - Москва:
верситет транспорта" (BY)
ФГУП "НИИ ВОДГЕО", 2006. - С. 30-31.
(72) Автор: Новикова Ольга КонстантиSU 1260463 A1, 1986.
новна (BY)
RU 2137884 C1, 1999.
(73) Патентообладатель: Учреждение обраRU 2200802 C1, 2003.
зования "Белорусский государственRU 2153045 C1, 2000.
ный университет транспорта" (BY)
RU 2205924 C2, 2003.
(57)
Способ отведения дождевых сточных вод, при котором аккумулируют дождевые
сточные воды в резервуаре, контролируют уровнемером расчетный уровень накопления
стока в резервуаре, при котором объем стока равен расчетному объему, отводят дождевой
сток объемом выше расчетного уровня в ливневой коллектор, а дождевой сток объемом,
равным расчетному объему, подают на очистные сооружения, при этом расчетный объем
стока Qрасч определяют из выражения:
Q расч = 2,5 ⋅ F ⋅ H кр ⋅ K1 ⋅ K 2 ,
где F - площадь территории водосбора, га;
K1 - коэффициент, учитывающий объем дождевых сточных вод, направляемых в сети
канализации;
K2 - коэффициент, учитывающий долю водонепроницаемых поверхностей;
Hкр - расчетный критический слой осадков, определяемый в зависимости от величины
слоя осадков, расходуемых на начальные потери, для конкретной площадки водосбора,
мм, из выражения:
− ln (1 − p )
H кр = H 0 +
,
2 ⋅ 166,7 ⋅ k c ⋅ δ
где H0 - слой осадков, расходуемых на начальные потери, мм, определяемый из выражения:
H 0 = h min (1 − f ) + h max f ,
BY 15326 C1 2012.02.28
где hmin - величина слоя осадков, расходуемых на начальные потери, при формировании
стока с асфальтобетонных покрытий дорог и/или кровель зданий составляет 0,7-1,0 мм;
hmax - величина слоя осадков, расходуемых на начальные потери, при формировании
стока с грунтовых поверхностей, покрытых дерном, составляет 6 мм;
f - доля площади водопроницаемых почв в общей площади водосбора;
2 - коэффициент, учитывающий снижение количества осадков, аккумулирующихся в
проницаемых почвах;
p - отношение массы смываемых к массе накопленных на территории водосбора загрязнений;
166,7 - переводной коэффициент;
kc - константа смыва, определяемая в зависимости от уклона поверхности водосбора,
находящаяся в пределах 0,003-0,008 мм-1;
δ - коэффициент, учитывающий аккумулирующую роль проницаемых почв, определяемый из выражения:
δ = 1–2,5 lg(f + 1).
Изобретение относится к охране окружающей среды в области строительства, а именно к способу отведения дождевых сточных вод с территории промышленных предприятий
на очистные сооружения, и может найти широкое применение при проектировании и реконструкции ливневой канализации и очистных сооружений промышленных предприятий.
Известен способ отведения поверхностного стока на очистные сооружения в объеме,
определенном по методу предельных интенсивностей для периода однократного превышения интенсивности, равного одному году [1].
Недостатком известного способа является завышение объемов поверхностного стока,
подлежащего очистке, что обуславливает работу очистных сооружений на полную мощность лишь в период расчетных дождей.
Известна система отвода и очистки поверхностного стока, основанная на отведении на
очистные сооружения всего объема поверхностного стока, формирующегося на территории водосбора [2].
Недостатком известной системы является завышенная стоимость очистных сооружений из-за отведения на очистку всего объема поверхностного стока с территории водосбора, что является нецелесообразным для промышленных предприятий, сток с территории
которых не содержит специфических веществ с токсичными свойствами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ отведения поверхностного стока, заключающийся в аккумулировании с последующим
отведением на очистку объема дождевых вод, поступающих от начала стока до момента
накопления в резервуаре определенного объема, определенного по максимальному слою
осадков за дождь (hа, мм), сток от которого подвернется очистке в полном объеме. Величина слоя осадков ha определяется путем построения графика функции распределения вероятности суточного слоя жидких атмосферных осадков за теплый период года на
основании данных многолетних наблюдений метеостанций за атмосферными осадками
для конкретной местности и принимается равной суточному слою осадков от малоинтенсивных часто повторяющихся дождей с периодом однократного превышения расчетной
интенсивности, равной 0,05-0,1 года [3].
Недостатком известного способа отведения поверхностного стока является определение величины слоя осадков, сток от которого подвергается очистке в полном объеме,
лишь на основании статистических данных метеорологических наблюдений за атмосферными осадками, без учета особенностей конкретной площадки водосбора: рельефа местности, площади водопроницаемых почв.
2
BY 15326 C1 2012.02.28
Задача изобретения заключается в повышении эффективности работы очистных сооружений за счет учета особенностей местных условий водосборного бассейна.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе отведения дождевых
сточных вод сточные воды аккумулируют в резервуаре, контролируют уровнемером расчетный уровень накопления стока в резервуаре, при котором объем стока равен расчетному
объему, отводят дождевой сток объемом выше расчетного уровня в ливневой коллектор, а
дождевой сток объемом, равным расчетному объему, подают на очистные сооружения,
при этом расчетный объем стока Qрасч определяют из выражения:
Qрасч = 2,5⋅F⋅Hкр⋅K1⋅K2,
где F - площадь территории водосбора, га;
K1 - коэффициент, учитывающий объем дождевых сточных вод, направляемых в сети
канализации;
K2 - коэффициент, учитывающий долю водонепроницаемых поверхностей;
Hкр - расчетный критический слой осадков, определяемый в зависимости от величины
слоя осадков, расходуемых на начальные потери, для конкретной площадки водосбора,
мм, из выражения:
− ln (1 − p )
H кр = H 0 +
,
2 ⋅166,7 ⋅ k c ⋅ δ
где H0 - слой осадков, расходуемых на начальные потери, мм, определяемый из выражения:
H0 = hmin ⋅ (1–f) + hmax ⋅ f,
где hmin - величина слоя осадков, расходуемого на начальные потери, при формировании
стока с асфальтобетонных покрытий дорог и/или кровель зданий составляет 0,7-1,0 мм;
hmax - величина слоя осадков, расходуемого на начальные потери, при формировании
стока с грунтовых поверхностей, покрытых дерном, составляет 6 мм;
f - доля площади водопроницаемых почв в общей площади водосбора;
2 - коэффициент, учитывающий снижение количества осадков, аккумулирующихся в
проницаемых почвах;
p - отношение массы смываемых к массе накопленных на территории водосбора загрязнений;
166,7 - переводной коэффициент;
kс - константа смыва, определяемая в зависимости от уклона поверхности водосбора,
находящаяся в пределах 0,003-0,008 мм-1;
δ - коэффициент, учитывающий аккумулирующую роль проницаемых почв, определяемый из выражения:
δ = 1-2,5⋅lg (f+1).
В предлагаемом способе отведения дождевых сточных вод осуществляется разделение
стока на загрязненный и условно чистый. К категории загрязненного стока относится талый и дождевой сток в холодный период и объем дождевого стока в теплый период, формирующегося при выпадении количества осадков до расчетного критического значения. К
категории условно чистого стока относится объем дождевого стока в теплый период,
формирующегося при выпадении количества осадков, превышающего расчетное критическое значение.
Новыми признаками заявляемого способа отведения дождевых сточных вод с территории промышленных предприятий являются:
величина критического слоя осадков, при выпадении которого объем стока в полном
объеме поступает на очистные сооружения, определяется для каждой конкретной площадки водосбора;
величина критического слоя осадков находится в функциональной зависимости от рельефа местности, доли площади водопроницаемых почв в общей площади предприятия.
3
BY 15326 C1 2012.02.28
Техническим результатом является снижение расчетного расхода дождевого стока,
поступающего на очистные сооружения, и, как следствие, снижение их стоимости за счет
учета особенностей конкретной площадки водосбора (рельефа местности, площади водопроницаемых почв).
Предлагаемый способ поясняется фигурой, на которой изображена схема отведения
дождевого стока.
На фигуре показан самотечный коллектор дождевой канализации предприятия 1, аккумулирующий (разделительный) резервуар 2, трубопровод отвода дождевых сточных вод
на очистные сооружения 3, очистные сооружения 4, трубопровод отведения очищенных
дождевых сточных вод в водный объект (городской ливневый коллектор) или в систему
производственного водоснабжения 5, камера разделения стока 6, уровнемер 7, трубопровод отведения дождевых сточных вод в водный объект (городской ливневый коллектор)
без очистки 8.
Способ осуществляется следующим образом. Дождевой сток, формирующийся на
территории водосбора промышленного предприятия, при выпадении осадков по самотечному коллектору 1 поступает в аккумулирующий (разделительный) резервуар 2, где происходит накопление стока до расчетного уровня, контролируемого уровнемером 8, при
котором объем стока равен расчетному объему.
При наступлении данного момента происходит разделение стока в камере разделения 6.
Дождевой сток объемом, превышающим расчетный объем, поступает по трубопроводу 8
без очистки в водный объект (городской ливневый коллектор). Собранный в регулирующем резервуаре сток по трубопроводу 3 поступает на очистные сооружения 4. После
очистки по трубопроводу 5 очищенный сток отводится в водный объект (городской ливневый коллектор) или на технологические нужды предприятия.
На основании приведенных зависимостей, применительно к площадке предприятия
сельскохозяйственного машиностроения, определено теоретическое значение критического слоя осадков, равное 3,3-3,5 мм, позволяющего смыть 75-80 % загрязнений. Расчетный
объем поверхностного стока составляет 593 м3, очищаемый годовой объем - 98457 м3, что
составляет 71 % от общего объема поверхностного стока, формирующегося на территории
водосбора рассматриваемого промышленного предприятия.
Для проверки корректности полученных расчетных значений проведены специальные
экспериментальные исследования дождевого стока с изучаемой площадки в летний период
2008 года, заключающиеся в отборе проб в трех фазах формирования поверхностного стока:
1) в начале формирования стока (при слое осадков около 2 мм);
2) при слое выпавших осадков 3,5 мм, что соответствует объему стока 593 м3;
3) при слое осадков 5 мм, что соответствует объему стока 846 м3.
Сопоставление концентраций загрязняющих веществ в различных фазах формирования поверхностного стока приведено в табл. 1. Результаты экспериментов подтвердили
правомерность заявляемого способа, так как концентрации загрязняющих веществ после
выпадения слоя осадков 3,5 мм оказались ниже концентраций в начале формирования поверхностного стока в 1,4…5,5 раза и всего лишь в 1,02…1,33 раза выше концентраций загрязняющих веществ после выпадения слоя осадков 5 мм. Сравнительная характеристика
концентраций загрязняющих веществ в дождевом стоке приведена в табл. 2. Концентрации загрязняющих веществ в пробах, отобранных после выпадения слоя осадков 3,5 мм,
близки к средним значениям концентраций после очистных сооружений. Это означает,
что применительно к условиям рассматриваемого ливневого коллектора предприятия
сельхозмашиностроения после выпадения дождя слоем 3,5 мм ливневые воды предприятия могут отводиться, минуя очистные сооружения.
4
BY 15326 C1 2012.02.28
Таблица 1
Сопоставление концентраций загрязняющих веществ
в различных фазах формирования поверхностного стока
Отношение концентрации загрязняющих веществ
в начале формирова- в начале формирова- после выпадения
Наименование
ния стока к концентра- ния стока к концент- слоя осадков 3,5 мм
показателей
ции после выпадения рации после выпаде- к концентрации после
слоя осадков 3,5 мм ния слоя осадков 5 мм слоя осадков 5 мм
БПК5
2,2
2,3
1,04
Взвешенные вещества
4,2
5,6
1,33
Нефтепродукты
4,4
5,0
1,15
Азот аммонийный
2,9
3,8
1,32
Фосфаты
5,5
6,6
1,21
Железо общее
3,0
3,9
1,29
Цинк
1,4
1,6
1,17
Никель
2,2
2,3
1,04
Таблица 2
Сравнительная характеристика концентраций
загрязняющих веществ в дождевом стоке
Средние концентрации загрязняющих веществ, мг/дм3
Наименование показателей
в пробах после выпадения
после очистных сооружений
слоя осадков, равного 3,5 мм
БПК5
4,82
4,23
Взвешенные вещества
23,2
11,9
Нефтепродукты
0,62
0,6
Азот аммонийный
0,95
0,9
Фосфаты
0,12
0,2
Железо общее
2,52
1,4
Цинк
0,34
0,3
Никель
0,028
0,02
Таким образом, предложенный способ обеспечивает эффективную работу очистных сооружений, предусматривая отведение на очистку более 70 % годового поверхностного стока.
Источники информации:
1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 72 с.
2. RU 2200803 C1, 28.09.2001, МПК E 03F 1/00, C 02F 1/00, C 02F 1/00 Система отвода
и очистки поверхностного стока.
3. Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока
с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в
водные объекты. Утверждено ФГУП "НИИ ВОДГЕО" от 28.12.2005.
4. Инструкция по расчету объемов поверхностных сточных вод, поступающих в коммунальные сети дождевой канализации и сооружения для их очистки с застроенных территорий поселений Республики Беларусь. Постановление Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь 25.02.2002 г. // Вода. - 2002. - № 4. - С. 10-11.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
102 Кб
Теги
by15326, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа