Способ выпуска сточных вод в глубокиеВОдОТОКи и уСТРОйСТВО для ЕгООСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК E03F5/00 

1

Изобретение относится к способам ц устройствам для выпуска сточных вод в водные объекты, преимущественно в глубокие водотоки, и предназначено для использования в области водоохранных мероприятий.

Известно техническое решение, представляющее собой способ рассеивающего выпуска сточных вод, и устройство, в котором он реализован. Согласно ему, трубопровод, соединенный со сборником сточных вод, укладывается на дне реки по всей ширине русла, при этом выпуск сточных вод осуществляется через ряд оголовков, выполненных в виде направленных вверх гибких выпускных труб, изготовленных из плотно свернутой проволочной спирали и прикрепленных к патрубкам трубопровода 1.

Сброс сточных вод через ряд оголовков, равномерно распределенных по всей щирине реки, позволяет смещать сбрасываемый объем сточных вод с больщим количеством речной воды, при этом улучшается процесс смещения сточных и речных вод по всей щирине водотока и достигается значительное (по сравнению с русловым сосредоточенным выпуском) сокращение расстояния до створа заданной степени разбавления.

Однако закрепление по всей щирине водотока на постоянной глубине оголовков при резко изменяющихся гидрологических

условиях (например,значительных изменениях, уровня воды, изменении распределения скоростей по глубине и щирине потока), а также при изменении физических свойств, например плотности, сбрасываемых сточных вод и воды водного объекта не позволяет

эффективно регулировать процесс интенсификации смещения сточных и речных вод как по щирине, так и по глубине речного потока.

В глубоких водотоках возможно также образование плотностных потоков сточных вод, длительное время не смешивающихся с речными водами, в которых тормозятся процессы смещения и последующего самоочищения.

Цель изобретения - улучщение процесса самоочищения, преимущественно, в глубоких водотоках за счет интенсификации поперечного перемещивания сточных и речных вод.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе выпуска сточных вод, включающем сброс сточной воды путем .рассеивания, измеряют значение плотности сточной воды и одновременно в месте сбросй сточной воды измеряют значение плотностей верхнего и придонного слоев водотока, полученные значения измеренной плотности воды водотока сравнивают со значениями плотности сточной воды и по результатам сравнения определяют слой воды водотока, в который сбрасывают сточные воды.

Указанная цель достигается также тем, что сточные воды сбрас шаю либо в верхний слой воды водотока, когда плотность сточной воды больше плотности воды верхнего слоя, а плотность этого слоя равна или больше Плотности придонного слоя, либо в придонный слой, когда плотность сточной воды меньше плотности придонного слоя, а плотность этого слоя равна или больше плотности верхнего слоя, либо одновременно в верхний и придонный слои,.когда плотность сточной воды меньше плотности придонного слоя, но больше плотности верхнего слоя.

Кроме того, в предложенном способе при соответствующих значениях плотностей сточных вод и плотности воды верхнего и нижнего слоя водотока, при которых направленный сброс сточных вод осуществляется одновременно в верхний и придонный слои водотока, расход сточной воды в каждом из слоев определяют по соотношению

« .

где Qg -расход сточтой воды, сбрасываемой в верхний слой водотока, м /сек;

J. -плотность сточной воды, р -плотность воды верхнего слоя водотока, -плотность ВОДЫ придонного слоя

водотока,

О -расход сточной воды, сбрасывае мой в придонный слой водотока, , определяемый по соотношению

Qg QC- Qg,

где (g -суммарный расход сточных вод, предназначенный к сбросу в водо ок, .

Поставленная цель достигается также тем, что устройство, реализующее предложенный способ выпуска сточных вод преимущественно к глубокие водотоки, содержащее подсоединенный к сборнику сточных вод посредством регулируемой задвижки трубопровод с оголовками, уложенным на дно водотока, снабжается подсоединенным к сборнику сточных вод дополнительным трубопроводом с регулируемой задвижкой и оголовком, размещенным в верхнем слое водотока и установленным с возможностью верти ального перемещения, а также тремя датчиками измерителя плотности воды, первый из которых размещен ,в сборнике сточной воды.

второй - в верхнем слое водотока третий - в придонном слое водотока. Кроме того, устройство снабжается источником сжатого воздуха и поплавками, прикрепленными к дополнительному трубопроводу, при этом последНИИ выполнен гибким.

На фиг. 1 изображена схема устройства выпуска сточных вод предлагаемым способом; на фиг. 2 - то же, в плане.

Устройство состоит из сборника 1 сточных вод, к которому подсоединены основной

и дополнительный трубопроводы 2 и 3. Дополнительный трубопровод 3 соединен с основным трубопроводом 2 гибкими креплениями 4. Основной трубопровод 2 оборудован регулирующей задвижкой 5, располагаемой

на стыке основного трубопровода 2 и сборника 1 сточных вод. Дополнительный трубопровод 3 оборудован регулирующей задвижкой 6. В сборнике 1 сточных вод установлен датчик 7 измерителя 8 плотности, измеряющего плотность сточных вод. В придонном

слое водотока установлен датчик 9 измерителя 10 плотности, измеряющего плотность воды в придонном слое водотока вблизи оголовков 11 основного трубопровода 2. В верхнем слое водотока установлен датчик 12

, измерителя 13 плотности, измеряющего плотность верхнего слоя водотока вблизи оголовков 14 дополнительного трубопровода 3. Гибкая часть 15 дополнительного трубопровода 3 прикреплена к поплавкам 16, которые воздуховодами 17 соединены с источником 18

0 сжатого воздуха.

Выпуск сточных вод в глубокие водотоки осуществляют следующим образом.

В сборнике 1 сточных вод с помощью датчика 7; измерителя 8 плотности, а также в придонном слое водотока, датчиком 9 измерителя 10 плотности и в верхнем слое водотока датчика 12 измерителя 13 плотности измеряют плотность сточной воды и, соответственно, плотности воды придонного и верхнего слоев водотока. Полученные знаQ чения плотности сравнивают между собой и по резул1 татам сравнения определяют слой воды водотока, в который производят выпуск сточных вод.

При этом, когда плотность сточной.воды, измеренная датчиком 7 измерителя 8 плотности, больще плотности верхнего слоя водотока, измеренной датчиком 12 измерителя 13 плотности, а плотность этого слоя равна или больще плотности придонного водотока, измеренной датчиком 9 измерителя 10 плотности, то сточную воду из сборника 1 сточных вод направляют в дополнительный трубопровод 3 при полностью открытой регулирующей задвижке 6 и закрытой задвижке 5, препятствующей поступлению сточной воды в основной трубопровод 2. В случае, когда 55-плотность стойкой зоды,;измеренная датчиком 7 измерителя 8 плотности, меньше плотности придонного слоя водотока, измеренной датчиком 9 измерителя 10 плотности, а плотность этого слоя равна или больше плотное-.

тй верхнего слоя водотока, измеренной датчиком 12 измерителя 13 плотности, то сточную воду из сборника 1 сточных вод при закрытой задвижке 6 дополнительного трубопровода 3 направляют в основной трубопровод 2 при открытой регулирующей.задвижке 5. В случае, когда плотность сточной воды, измеренная датчиком 7 измерителя плотности 8, меньше плотности придонного слоя водотока, измеренной датчиком 9 измерителя 10 плотности, но больше плотности верхнего слоя водотока, измеренной датчиком 12 измерителя 13 плотности, то сточную воду направляют в основной и дополнительный трубопроводы, при этом регулирующие задвижки 5 и 6 соответственно основного и дополнительного трубопроводов открываются для пропуска соответствующих расходов сточной воды, определяемых по соотношению

где Qg -расход сточной оды, сбрасываемой через дополнительный трубопровод 3, м /сек;

р -плотность сточной воды, измеряемая датчиком 7 измерителя 8 плотности,

fg - плотность верхнего слоя водотока, измеряемая датчиком 12 измерителя 13 плотности,

j - плотность нижнего слоя водотока, измеряемая датчиком 7 измерителя 8 плотности,

(о -расход сточной воды, сбрасываемой через основной трубопровод , определяемый по соотнощению.

Q8 Q-Qg.

где Q -суммарный расход сточной воды,

подлежащий сбросу, Qg -расход сточной воды, сбрасываемой через дополнительный трубопровод 3, .

При изменении уровня воды гибкая часть 15 дополнительного трубопровода 3, прикрепленная гибкими креплениями 4 к основному трубопроводу 2, переводится в нужное положение по глубине водотока путем регулирования объема воздуха в поплавках 16, соединенных воздуховодами 17 с источником 18 сжатого воздуха.

Регулированием сброса сточных вод по водотока достигается учет наиболее важных физических свойств сточных и речных вод (начальных плотностей и температур), оказывающих наибольшее влияние на процессы разбавления и самоочищения. В водном объекте изменения этих параметров подчиняются сезонным закономерностям, при этом в различные сезоны года при наличии больших глубин могут возникать различные варианты расположения и чередования по глубине водного объекта учаСтков воды с разными величинами плотности. Температура и плотность производственных сточных вод зависят от технологических

процессов и изменяются в очень широких пределах.

При сбросе сточных вод, имеющих плотность меньшую, чем плотность нижнего слоя воды, в верхнем слое водотока образуется плотностный поток верхней части, который может длительное время не смешиваться с основным русловым потоком по глубине, тормозя таким образом процесс смешения и самоочищения в водном объекте. Аналогичная ситуация может возникать

в нижней части потока при сбросе сточных вод (и плотностью большей, чем плотность верхнего слоя воды) в нижний слой водотока, при этом образуется нижний плотностный ПОТОК; который также длительное время

не смешивается по глубине водотокд, причем также ухудшаются процессы смешения и самоочишения.

Таким образом, осуществление предложенного способа с использованием предлагаемого устройства выпуска сточных вод

преимущественно в глубокие водотоки позволяет в совокупности повысить эффективность использования известных канализационных рассеивающих выпусков сточных вод, интенсифицирует процесс разбавления сточных вод по всей площади живого сечения водотока, предотвращает критические (для санитарного состояния водотока) ситуации возникновения плотностных потоков сточных вод и их распространения на значительные от места выпуска расстояния,

улучшает процесс самоочищения в водотоке. Предлагаемое изобретение .обеспечит значительный положительный эффект при использовании его в глубоких водотоках, протекающих через территории крупных городов и населенных пунктов, когда выпуски необходимо осуществлять непосредственно в черте города, где пунктом водопользования является весь участок водотока в пределах городской территории.

40

Формула изобретения

1. Способ выпуска сточных вод в глубокие водотоки, включающий сброс сточной воды в водоток путем рассеивания, отличающийся тем, что, с целью улучшения процесса самоочищения водотока за счет интенсификации поперечного перемешивания сточной и речной вод, измеряют значение плотности сточной воды и одновременно в месте сброса сточной воды измеряют значение плотностей верхнего и придонных слоев водотока, полученные значения плотности воды водотока и сточной воды сравнивают и по результатам сравнения определяют слой воды водотока, в который производят выпуск сточной воды. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сточную воду сбрасывают либо в верхний слой водотока, когда плотность сточной воды больше плотности воды верхнего слоя.

а плотность этого слоя равна или больше плотности придонного слоя, либо в придонный слой, когда плотность сточной воды меньше плотности придонного слоя, либр одновременно -в верхний и придонный слой, когда плотность СРОЧНОЙ воды меньше плотности придонного слбя, но больше плотности верхнего слоя, при этом расход сточной воды при одновременном сбросе определяют

по соотношению

ЙА. I.P

где Qg - расход сточнйй Ъды, сбрасываемой в верхний слой водотока, м /сек;

9ч-расход сточной воды, сбрасываемой в придонный слой водотока, м /сек;

А-плотность сточной воды J g-плотность воды верхнего слоя

водотока, Pg-плотность воды придонного слоя

водотока, кг/м.

3. Устройство для осушествления способа по пп. 1 и 2, содержаш.ее подсоединенный к сборнику сточных вод трубопровод с регулируемой задвижкой и околовками, уложенным на дно водотока, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным в верхнем слое водотока дополнительным трубопроводом с регулируемой задвижкой и оголовками, установленным с возможностью вертикального перемеш,ения, а также тремя датчиками измерителя плотности воды, первый из которых размешен в сборнике сточной воды, второй - в верхнем слое водотока, а третий - в придонном слое водотока.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно снабжено источником сжатого воздуха и поплавками, прикрепленными к дополнительному трубопроводу, при этом последний выполнен гибким.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Конюшков А. М. и Яковлев С. В. Водоснабжение и канализация. М., Стройиздат , 1955, с. 384-392, с: 484-487.

Фиг. .2 Мщкхб/гет/е metfeffuff