РАЗДЕЛ 2
ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО ВЫСОТЕ ПОТОКА В ДОЖДЕВОМ КОЛЛЕКТОРЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПЛАСТИНОЙ
2.1. Исследование распределения концентрации загрязняющих веществ по высоте потока в дождевом коллекторе
При разработке существующих конструкций разделительных камер особое внимание уделялось вопросу изменения концентрации загрязняющих веществ в дождевых сточных водах поверхностного стока в зависимости от интенсивности дождей. Как известно, для дождей малой интенсивности характерна большая повторяемость и большая продолжительность, как отдельных дождей, так и в течение года. Кроме того, согласно [13], дожди малой интенсивности характеризуются высокой и почти постоянной загрязненностью в течение всего дождя. Учет этих особенностей формирования поверхностного стока в работе существующих конструкций разделительных камер позволяет отводить на очистку наиболее загрязненную часть годового объема дождевого стока, что значительно снижает загрязнение поверхностных водоемов и повышает санитарно-гигиенические показатели полураздельной системы канализации с использованием разделительных камер.
Однако, сопоставляя графики изменения концентрации загрязняющих веществ по взвешенным веществам и БПК по ходу дождя с гидрографом стока и со схемой работы разделительной камеры (рис.1.4), приходим к заключению, что при дождях большой интенсивности сбросу в водоем подлежат наиболее загрязненные части дождя. Кроме того, согласно [16], с увеличением скорости потока увеличивается его турбулентность, а, следовательно, и вертикальная составляющая пульсационной скорости, являющаяся основной характеристикой взвесенесущей способности потока. Поэтому, с увеличением интенсивности дождя увеличивается и крупность частиц грунта, смываемых дождевыми потоками. Кроме того, в дождевом коллекторе при интенсивных дождях наблюдается вымывание взвешенных веществ из отстойных зон дождеприемников, а также переход во взвешенное состояние осадков, образующихся в дождевых коллекторах при дождях малой интенсивности.
Проведенные нами исследования гранулометрического состава песчаных наносов (см. табл.2.1) в руслах рек Лопань и Харьков, образующихся в местах выпуска ливневых сточных вод, показали, что в данных отложениях преобладают частицы размером 0,25...2 мм. Именно частицы такого диаметра представляют опасность с точки зрения загрязнения русел маловодных рек, и именно они наиболее характерны для дождей большой интенсивности согласно [9].
Таблица 2.1.
Средний гранулометрический состав песчаных отложений в местах выпуска дождевых сточных вод в русла рек Харьков и Лопань.
пробы Диаметр частиц, мм? 0,250,2 ... 0,50,5 ... 1,01,0 ... 2,0? 2,01234 Другим наиболее характерным загрязнением дождевого стока, согласно [5] является загрязнение нефтепродуктами, которые в ливневом стоке прибывают в двух состояниях:
а) в свободном, когда они транспортируются в смеси с дождевыми сточными водами и всплывают при кратковременном отстаивании, образуя на поверхности воды пленку. Такие нефтепродукты, как правило, смываются с проезжей части дождями малой интенсивности с расходами меньшими или равными Qпр, весь сток от которых разделительными камерами направляется на очистку;
б) в связанном, когда нефтепродукты адсорбируются на поверхности частиц минерального или органического происхождения и смываются вместе с этими частицами дождями средней или большой интенсивности. Таким нефтепродуктам для частичного всплытия необходим значительный промежуток времени. Вместе с тем, снижая степень загрязнения дождевых сточных вод по взвешенным веществам, мы одновременно снижаем и содержание адсорбированных нефтепродуктов.
Как отмечалось в первой главе, для дождевых стоков в коллекторах характерно высотное распределение концентрации взвешенных веществ. Учет такого изменения концентрации загрязняющих веществ является важным фактором при разработке новых конструкций разделительных камер.
Отбор проб из канализационных сетей обычно производился в одной точке поперечного сечения потока или в нескольких точках, но с временным интервалом. Этот метод с успехом используется при отборе проб из промбытовых коллекторов, где концентрации загрязняющих веществ с течением времени почти не изменяются. Для дождевой канализации подобный метод отбора проб дает весьма приближенную качественную характеристику, так как состав сточных вод с течением времени сильно колеблется.
Учитывая это обстоятельство, для более точной качественной характеристики ливневого стока в дождевых коллекторах необходимо производить отбор проб не в одной точке поперечного сечения потока, а одновременно в разных по его высоте точках, включая донный и поверхностный слои.
Т.к. существующие конструкции батометров не позволяют одновременно отбирать пробы в различных по высоте точках потока, была разработана и изготовлена конструкция многоярусного батометра (рис.2.1).
Принцип работы батометра заключается в следующем. Перед отбором проб пробоотборные цилиндры 1 емкостью 0,5 л устанавливаются на штанге 2 батометра с определенным интервалом и жестко крепятся в одной плоскости. Под этот шаг цилиндров на спусковом тросике 3 размещаются и жестко крепятся скользящие втулки 4 с чеками 5. После чего батометр приводится в исходное положение. Для этого крышки пробоотборных цилиндров 6 с уплотнениями 7, стянутые резиновым жгутом 8, оттягиваются в горизонтальное положение и крепятся при помощи тяг 9, стопорных гнезд 10 и чек.
Заряженный батометр опускается в поток и фиксируется в вертикальном положении, для чего нижний конец штанги при помощи шипа 11 упирается в днище коллектора, а верхний - удерживается руками за рукоять 12.
По истечение 5-10 секунд нажатием спускового рычага 13 одновременно закрываются с обеих сторон крышки пробоотборных цилиндров и батометр с пробами воды извлекается из потока.
Рис. 2.1. Многоярус