Горизонтальные песколовки

Длина песколовки L_s, м, определяется по формуле:

 

, (31)

 

где Нs	–	расчетная глубина песколовки, м, принимается по табл. 6 [16, табл. 28], Нs = 0,5¸2,0 м;
vs	–	скорость движения сточных вод при максимальном притоке, принимается по табл. 6 [16, табл. 28], vs = 0,3 м/с;
u0	–	гидравлическая крупность песка, принимается по табл. 6 [16, табл. 28], uo = 18,7¸24,2 мм/с;
Кs	–	коэффициент, принимаемый по табл. 5 [16, табл. 27] в зависимости от диаметра задерживаемых частиц песка: при d = 0,2 мм Кs = 1,7; при d = 0,25 мм Кs = 1,3.

 

м.

 

Определяем площадь w, м², живого сечения отделений песколовки

 

м². (32)

 

При рабочей глубине песколовки Н_s = 0,66 м ее ширина может быть определена по формуле:

 

м. (33)

 

Число песколовок или их отделений, согласно [1, п. 9.2.2.1; 16], надлежит принимать не менее двух, причем все песколовки или отделения должны быть рабочими. Ширина одного отделения b = 1; 1,25; 1,5 м. Если принять b = 1 м, то получаем число отделений песколовки n_отд = 4. Тогда общая ширина ее будет

В_общ = b · n_отд = 1 · 4 = 4 м. (34)

 

Площадь песколовки равна

 

F = L_s · В_общ = 18 · 4 = 72 м². (35)

 

Количество собираемого песколовкой осадка W_ос, м³, определяется по формуле

, (36)

 

где Р	–	количество песка, задерживаемого в песколовках, принимается согласно [16, п. 6.31], Р = 0,02 л/(чел·сут);
t	–	продолжительность периода между чистками, принимается согласно [16, п. 6.32; 1, п. 9.2.2.2], t = 2 сут.

 

м³.

 

Рис. 2. Песколовка горизонтальная:

1 – гидроэлеватор; 2 – водопровод; 3 – пульпопровод (пескопровод); 4 – цепной скребковый механизм

Тогда высота осадочной части h_ос, м, определяется по формуле:

 

м. (37)

 

Проверка песколовки ведется по определению скоростей при пропуске минимального расхода, при этом одна песколовка или одно отделение может выключаться из работы.

 

м/с. (38)

 

Согласно [1; 16], минимальная скорость движения воды в песколовке должна быть больше 0,15 м/с.

 

Аэрируемые песколовки

 

Аэрируемые песколовки рассчитываются по тем же формулам, что и горизонтальные. Число отделений аэрируемой песколовки также должно быть не менее двух, причем все рабочие. скорость движения сточных вод при максимальном притоке в аэрируемых песколовках принимается согласно [16, табл. 28] v_s = 0,08¸0,12 м/с, расчетный диаметр частиц песка принимается с учетом [1, п. 2.2.2.2] d = 0,15 мм.

 

Рис. 3. Аэрируемая песколовка с гидромеханической системой удаления осадка:

а, б – продольный и поперечный разрезы соответственно;

1 – трубопровод подачи промывной воды; 2 – песковой лоток; 3 – спрыски; 4 – аэратор; 5 – воздуховод; 6 – гидроэлеватор

Принимаем число отделений аэрируемой песколовки n_отд ³ 2 и определяем площадь живого сечения одного отделения. Принимаем число отделений с учетом того, что площадь живого сечения одного отделения должно быть £ 4 м².

 

м². (39)

 

Рассчитываем длину песколовки по формуле (31):

 

,

 

где Нs

–

рабочая глубина песколовки, согласно [16, п. 6.27] принимается равной половине общей глубины, Нs = Н/2. Общая глубина аэрируемой песколовки Н = 0,7¸3,5 м по табл. 6 [16, табл. 28]. По [16, п. 6.28] рекомендуется принимать следующие соотношения ширины песколовки к глубине: В: Н = 1; 1,25; 1,5.

Если принять В: Н = 1,5, то В = 1,5 · Н.

Площадь поперечного сечения w¢ = В · Н = 1,5 · Н · Н = 1,5 · Н², тогда

 

м.

 

 

м.

 

Кs	–	коэффициент, принимаемый по табл. 5 [16, табл. 27] в зависимости от соотношения В: Н и диаметра задерживаемых частиц для d = 0,15 мм, Кs = 2,39;
uо	–	гидравлическая крупность частиц песка, мм/с.

 

м.

 

Определим глубину Н_к, м, конической части песколовки

 

 

Н_к = Н + i · (В – b_к), (40)

 

где i	–	уклон дна к песковому лотку, принимается i = 0,2¸0,4 [16, п. 6.28];
В	–	ширина песколовки, м;
bк		конструктивная ширина от стенки песколовки до края пескового канала, bк = 0,5÷0,7 м.

Так как В = 1,5 · Н = 1,5 · 1,44 = 2,16 м, то Н_к = 1,44 + 0,2 · (2,16 – 0,6) = 1,752 м.

Количество собираемого песколовкой осадка определяется по формуле (36):

 

м³.

 

Объем осадка в одном отделении W_ос1, м³, определяется

 

м³. (41)

 

Песок, задержанный в песколовках, чаще всего удаляют с помощью гидроэлеватора и в виде песчаной пульпы перекачивают на песковые площадки или в песковые бункеры.

 

Песковые бункеры

Бункеры рассчитывают на 1,5¸5 – суточное хранение песка [1, п. 9.2.2.3; 16, п. 6.34]. Объем бункера W_бунк, м³, определяется по формуле:

 

, (42)

 

где Wп.сут	–	объем песка в сутки, м3;
tх	–	время хранения песка в песковых бункерах, сут.

 

м³.

 

Количество бункеров N_б должно быть не менее двух. Принимаем N_б = 2, тогда объем одного бункера:

 

м³. (43)

 

Бункеры имеют круглую форму в плане с коническим днищем.

По табл. 7 принимаем диаметр бункера D = 2,5 м, диаметр выгрузочного отверстия d = 0,5 м, высоту конусной части Н_к = 1,73 м, высоту цилиндрической части Н_ц = 2 м, объем конусной части W_к = 3,35 м³. Фактический объем бункера W_факт = 13,17 м³, общая высота Н_общ = 3,73 м.

 

Рис. 4. Схема узла по обработке осадка из песколовок:

1 – бункер; 2 – гидроциклоны; 3 – подвод пульпы к гидроциклонам; 4 – отвод воды от гидроциклонов; 5 – подвод горячей воды; 6 – отвод горячей воды

Таблица 7

Размеры песковых бункеров

 

D, м	Размеры конусной части	Объем бункера W1бунк, м3, при
Wк, м3	Нк, м	Нц=2 м	Нц=3 м	Нц=4 м
1,0	0,5	0,5	2,07	2,85	3,64
1,5	0,74	0,87	4,27	6,04	7,8
2,0	1,78	1,3	8,06	11,2	14,34
2,5	3,35	1,73	13,17	18,08	23,0
3,0	6,07	2,16	20,19	27,25	34,31

Песковые площадки

Песковые площадки устраивают [16, п. 6.33] с ограждающими валиками высотой 1¸2 м.

Объем песковых площадок W_песк, м³/год, определяется по формуле:

 

м³/год. (44)

 

Определяем площадь F_песк, м², песковых площадок

 

, (45)

 

где qгод

–

нагрузка на песковые площадки, принимается равной не более 3 м3/м2 в год [16, п. 6.33; 1, п. 9.2.2] при условии периодического вывоза подсушенного песка в течение года.

 

м².

 

Площадь одной площадки f₁, м², будет

 

, (46)

 

где N_п – количество песковых площадок, принимается не менее двух.

 

м².

 

Длина стороны а, м, песковой площадки, например квадратной в плане, будет

м.

 

Принимаем а = 12,5 м.

Дренажную воду из сооружений для обезвоживания песка следует возвращать в поток очищаемых сточных вод перед решетками [1, п. 9.2.2.3].

Водоизмерительные лотки

На канализационных очистных сооружениях необходимо измерять расходы сточных вод, иловой смеси, осадков, растворов реагентов, воздуха, подаваемого в аэротенки, преаэраторы и другие сооружения.

Необходимо предусматривать возможность измерения как общих, так и местных расходов по секциям, узлам и отдельным сооружениям.

Для измерения расхода воды в открытых каналах применяются водосливы с тонкой стенкой (треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, а также – с широким порогом (прямоугольного и треугольного профилей, с широким порогом САНИИРИ), лотки Вентури, Паршаля, САНИИРИ (рис. 5), ультразвуковые расходомеры-счетчики (типа «ВЗЛЕТ РСЛ»).

Водосливы с порогом треугольного профиля, а также с порогом САНИИРИ применяются для измерения взвесенесущих стоков в каналах относительно большой ширины. Лотки Вентури предназначены для измерения расхода воды в каналах прямоугольного сечения [18]. Рекомендуется применять их по типовому проекту 902-9-44.87. Размеры лотка Вентури принимаются по табл. 8.

 

 

 

Рис. 5. Расходомерные лотки:

а – схема лотка Вентури, в котором сжатие потока происходит вследствие сужения боковых стенок, дно – горизонтальное; б – схема лотка Вентури, в котором сжатие потока происходит в результате подъема дна (образование порога) при параллельных в плане боковых стенах; в – схема лотка Паршаля; г – схема лотка САНИИРИ

 

 

Таблица 8

Водоизмерительные лотки Вентури

 

Типоразмер	Расчетный расход, м3/ч	Размеры, мм
B	H	L	А
Примечание: Буквенные обозначения размеров лотка приняты следующие: В – ширина водоизмерительного лотка; H – строительная высота, L – общая длина, A – ширина отводящего канала (лотка).

 

Измерительные водосливы с порогом треугольного профиля принимаются по типовому проекту 902-2-448.88 в зависимости от расчетного расхода сточных вод. Конструктивные размеры водосливов принимаются по табл. 9.

 

Таблица 9

Измерительные водосливы с порогом треугольного профиля

 

Типо­размер	Расчетный расход, м /ч	Размеры, мм	Рекомендуемые минимальные уклоны лотка
ширина подводящего лотка B	строительная высота H	длина L	подводящего	отводящего
					0,002	0,004
					0,002	0,003
					0,002	0,003
					0,002	0,003
					0,001	0,002
					0,001	0,002

 

Лотки Паршаля используются для измерения расхода воды в больших каналах относительно малой глубины. Водоизмеритель типа лотка Паршаля состоит из подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. Основные характеристики смесителя типа лотка Паршаля (рис. 6) приведены в табл. 10.

 

 

Рис. 6. Водоизмеритель типа «лоток Паршаля»:

1 – подводящий лоток; 2 – переход; 3 – трубопровод хлорной воды; 4 – подводящий раструб; 5 – горловина; 6 – отводящий раструб; 7 – отводящий лоток; 8 – створ полного смешения

 

Таблица 10

Размеры водоизмерителей типа лотка Паршаля (типовой проект), м

 

Пропускная способность, м3/сут	А	В	С	D	Е	НА	Н¢	Н	L	l ¢	l	l ²	b
1400–4200	1,35	0,3	0,55	0,78	1,32	0,29	0,26	0,32	5,85	1,7	4,7	7,17	0,23
4200–7000	1,35	0,45	0,55	0,78	1,32	0,40	0,38	0,42	5,85	4,0	7,0	9,47	0,23
7000–32000	1,475	0,6	0,8	1,08	1,45	0,65	0,60	0,66	6,10	7,4	11,0	13,63	0,5
32000–80000	1,73	0,9	1,3	1,68	1,70	0,61	0,59	0,63	6,60	7,4	11,0	13,97	1,0
80000–160000	1,73	1,2	1,3	1,68	1,70	1,00	0,80	1,00	6,60	8,9	12,5	14,97	1,0
160000–280000	1,995	1,5	1,8	2,28	1,95	1,00	0,85	1,15	7,10	10,2	14,0	15,30	1,5

 

Принцип работы ультразвукового расходомера-счетчика (типа «ВЗЛЕТ РСЛ», производство Санкт-Петербург) основан на бесконтактном измерении уровня жидкости, протекающей в безнапорном трубопроводе или открытом канале, и пересчете текущего значения уровня в соответствующее значение расхода с последующим вычислением при необходимости суммарного объема прошедшей жидкости. Перерасчет измеренного значения уровня в значение расхода производится в соответствии с функцией «уровень – расход» для конкретного типа канала (трубопровода). Функция «уровень – расход» (расходная характеристика) рассчитывается, исходя из гидравлических параметров канала, или определяется по данным завода-производителя.

Первичные отстойники

Отстойники применяют для предварительной очистки сточных вод. В них происходит выделение из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Тип первичного отстойника (вертикальный, радиальный, горизонтальный, двухъярусный, тонкослойный и др.) следует выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод, производительности станции, компоновки сооружений, числа эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т.д. [1, п. 9.2.4].

Вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком и периферическим впускным устройством применяются для станций производительностью до 20 тыс. м³/сут [17].

Двухъярусные отстойники применяются на небольших и средних станциях очистки сточных вод пропускной способностью до 10 тыс. м³/сут. Двухъярусные отстойники имеют отстойную септическую камеру [17].

Тонкослойные отстойники применяются в случае необходимости сокращения объема очистных сооружений при ограниченности выделенной площади, а также для повышения степени очистки и для обеспечения возможности увеличения производительности эксплуатируемых станций. Существующие отстойники (вертикальные, радиальные, горизонтальные) могут быть дополнены блоками из тонкослойных элементов. В этом случае блоки необходимо располагать на выходе воды из отстойника перед водосборным лотком [16, п. 6.64]. В первом случае тонкослойные отстойники выполняют роль самостоятельных сооружений, во втором – при реконструкции существующих отстойников.

Количество первичных отстойников принимается не менее двух [1, п. 9.2.4.3; 16, п. 6.58]. При минимальном числе отстойников их расчетный объем необходимо увеличивать в 1,2¸1,3 раза.

Расчет отстойников следует производить по кинетике осаждения взвешенных веществ с учетом требуемого эффекта осветления и коэффициента использования объема сооружения.