Нормативно-методологические подходы к определению расчетного расхода (залпового сброса) для индивидуальных канализационных очистных сооружений загородных домов
Regulatory and Procedural Approaches to Determination of Design Flowrate (Unit Discharge) for Individual Country Home Sewage Treatment Plants
S. V. Zaletov, Candidate of Engineering, Technical Director at EVROLOS LLC; A. A. Ratnikov, Engineer, Independent Expert
Keywords: unit discharge, incoming sewage flowrate, sewage intake
Individual sewage treatment plants (ISTP) designed for use in country homes without central water disposal systems are becoming more and more common in the recent years. First of all, this is caused by relocation of a part of city population to suburbs due to various recent quarantine restrictions, as well as growing popularity of "remote" work.
However, up until the present time development of ISTP designs is going somewhat hectic, based on vision of individual manufacturers on the need to use certain technologies. This can be evidenced by the procedure for determination of the unit discharge amount (see Plumbing magazine, No. 5, 2022).
In this article the authors present their vision of a method of calculating design flowrate for further definition of ISTP process parameters.
В последнее время индивидуальные канализационные очистные сооружения (далее ИКОС), предназначенные для использования в загородных домах в условиях отсутствия централизованных систем водоотведения, получают все большее распространение. Прежде всего, это связано с переездом части городского населения в пригород, ввиду различных карантинных ограничений недавнего прошлого, а также роста популярности работы в «удаленном» режиме.
Однако, до настоящего времени разработка конструкций ИКОС ведется бессистемно, на основании представлений того или иного производителя о необходимости применения определенных технологий. Доказательством этому может служить порядок определения величины залпового сброса (см. «Сантехника» № 5, 2022).
В данной статье авторы изложили свое видение варианта методики получения расчетного расхода для дальнейшего определения технологических параметров ИКОС.
Нормативно-методологические подходы к определению расчетного расхода (залпового сброса) для индивидуальных канализационных очистных сооружений загородных домов
Окончание. Начало см. «Сантехника», № 1, 2023.
Расчет на основании Европейской директивы EN 12566-3:2005
Непосредственно залповый сброс можно определить, основываясь на европейском нормативном документе – директиве EN 12566-3-2016 «Сооружения очистные малой канализации для использования до 50 ЭЖ. Часть 3. Упакованные и/или собираемые на месте установки по очистке бытовых сточных вод» (Small wastewater treatment systems for up to 50 PT – Part 3: Packaged and/or site assembled domestic wastewater treatment plants; German version EN 12566-3:2016). Статус: действующий, дата введения в действие: 01.12.2016.
EN 12566-3-2016 предусматривает разделение поступления среднесуточного расхода в процентах по часам суток, как указано в табл. B.1 данного документа (табл. 7).
Как следует из табл. B1, ИКОС должны быть способны принять 30 % суточного расхода за три часа, 15 % – за три часа, 40 % – за два и еще раз 15 % за три часа.
Для определения коэффициента часовой неравномерности принимаем равномерное распределение расхода сточных вод внутри временных интервалов, в этом случае часовое колебание притока в течение суток может выглядеть как на рис. 8.
Как следует из приведенного на рис. 8 графика, максимальный часовой приток на ИКОС для всех сооружений в диапазоне производительностей от 3 до 50 ЭЧЖ составляет 20 % от суточного.
Также документ содержит требования о дополнительных гидравлических нагрузках, которые учитываются при тестировании ИКОС.
Первый дополнительный параметр – это нагрузка, прилагаемая в течение 48 часов испытаний. Величина нагрузки зависит от производительности ИКОС, как указано в табл. B.3 EN 12566-3-2016 (табл. 8):
«В.3.4.2. Перегрузка
В начале двухнедельного периода перегрузки лаборатория должна за 48 часов отрегулировать суточный приток с целью установить дополнительную нагрузку, как показано в табл. В.3».
Для унификации при сопоставлении с расчетом по российским нормативным документам можно рассматривать данные показатели как коэффициент суточной неравномерности, равный для ИКОС до шести человек 1,5, а свыше шести человек – 1,25.
Второй дополнительный параметр – это пиковая нагрузка, которая имитирует сброс ванны объемом 200 л, который происходит по времени за три минуты. Причем требуется, чтобы данный сброс осуществлялся в период максимального притока. Количество сбросов зависит от суточной производительности ИКОС и указано в табл. B.4 EN 12566-3-2016 (табл. 9):
«В.3.4.3. Сброс залпового расхода
Сброс залпового расхода должен осуществляться раз в неделю лишь во время НОМИНАЛЬНОГО режима, установленного в соответствии с табл. В.4. Запрещается сбрасывать залповый расход в день определения влияния сбоя электроснабжения.
Величина одного залпового расхода, который должен сбрасываться в дополнение к суточному расходу в течение трех минут в начале периода, равного 40 % от суточного притока, составляет 200 л».
Рассчитав коэффициент часовой неравномерности притока сточных вод на ИКОС (табл. 10), приходим к заключению, что поступление дополнительного притока изменяет коэффициент часовой неравномерности с 4,80 до 7,68–7,02 в зависимости от производительности ИКОС.
Чтобы результаты расчетов были максимально сопоставимы, необходимо использовать сопоставимые нормы водоотведения. Прямое указание на величину удельного водоотведения от одного человека в документе отсутствует, однако содержится описание диапазона концентраций основных загрязняющих веществ, поступающих на ИКОС:
«В.3.2. Характеристики поступающих сточных вод
Должны использоваться бытовые сточные воды. Лаборатория не должна использовать измельчители в системе подачи исходной сточной воды. Перед подачей допускается применение грубых решеток и удаление песка при условии, что состав поступающих сточных вод будет следующим:
а) БПК5 или БПК7 от 150 до 500 мг О2/л либо ХПК от 300 до 1000 мг О2/л;
б) взвешенные вещества от 200 до 700 мг/л;
в) азот по Кьельдалю от 25 до 100 мг/л либо NH4 (по N) от 22 до 80 мг/л;
г) общий фосфор от 5 до 20 мг/л».
Поскольку количество загрязняющих веществ от одного жителя в РФ и ЕС схоже, используем данные СП 32.13330.2018. В результате получаем данные, приведенные в табл. 11.
На основании полученных данных в расчете принимаем максимальную норму водоотведения в 400 л/чел./сут., минимальную – 100 л/чел./сут.
На основании имеющихся данных строим две кривые:
• максимально возможный расчетный расход для каждой производительности ИКОС, величина которого определена при использовании максимальных величин принимаемых параметров;
• минимально возможный расчетный расход для каждой производительности ИКОС, величина которого определена при использовании минимальных величин принимаемых параметров.
Пространство между этими кривыми является диапазоном возможных расчетных расходов для ИКОС рассматриваемой производительности, определенных по описанной выше методике (рис. 9).
Сопоставление полученных результатов
В результате определения диапазонов величины расчетного расхода (залпового сброса) по трем описанным методикам получаем картину, отображенную на рис. 10.
Из рис. 10 следует:
• полученные расчеты в диапазоне расчетных расходов по каждой из методик сопоставимы между собой и представляют вложенные друг в друга области значений;
• минимальный интервал значений залпового сброса получается при расчете по действующей до 2022 года методике СП 32.13330.2018, поскольку в основе лежит необходимость получения гарантированного качества очистки в 99 % случаев;
• расчет по действующей в настоящее время методике СП 32.13330.2018 дает больший средний результат, поскольку в основе лежит необходимость получения гарантированного качества очистки в 85 % случаев;
• результаты расчета залпового сброса по европейской методике имеют максимальную амплитуду разброса ввиду наличия большего колебания концентраций загрязняющих веществ в исходной сточной воде;
• обращает на себя внимание сходство характера кривых минимальных значений расчетного расхода по всем вариантам расчета;
• сопоставление диапазонов расчетного расхода подтверждает справедливость принятых допущений по экстраполяции табличных данных коэффициентов за пределы существующего диапазона производительности.
Выводы
На основании выполненных расчетов можно сделать следующие выводы:
• проведенное определение величины расчетного расхода по ИКОС после расширения интервала на малые производительности показало хорошую сходимость;
• хорошая сходимость полученных результатов позволяет сделать вывод о возможности применения действующей методики расчета КОС централизованных систем водоотведения для определения расчетных параметров ИКОС;
• за основу методики расчета можно взять действующий СП 32.13330.2018 с изм. № 1 и 2.
• полученную величину расчетного расхода можно в т. ч. считать величиной залпового сброса.
Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №2'2023
pdf версия 
Подписка на журналы
