Расчет песколовок
Конструкции ПЕСКОЛОВОК
1 Горизонтальная песколовка
2 Песколовка с круговым движением воды
3 Аэрируемая песколовка
Горизонтальная песколовка с прямолинейным движением воды
/ — скребковые механизмы для удаления песка;
2 — гидроэлеваторы;
3— щитовые затворы 900X1400 мм (электропривод, N—0.6 кВт);
4 — то же (ручной привод),'
5 — задвижки с электроприводом;
7 — трубопровод рабочей воды к гидроэлеваторам,
8 — пульпопровод,
Расчет песколовок ведется на максимальный приток сточных вод. Длину песколовок (Ls, м) следует определять по формуле [1]:
Ls = 1000 ∙ ks ∙ Hs ∙ Vs/ u0 , (8.2)
где ks – коэффициент, принимаемый по [1, табл.27];
Hs – расчетная глубина песколовки, м;
Vs - скорость движения сточных вод, м/с, [1, табл.28],
u0 – гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц, для горизонтальных песколовок и диаметра частиц песка 0,2мм u0 = 18,7мм/с.
Дальнейший расчет песколовок основан на проверке принятой типовой конструкции.
Определяем скорость потока сточных вод в песколовке при максимальном (qmax) и минимальном (qmin) секундном расходе [10]:
Vmax = qmax / b ∙ h ∙ n, м/с,
Vmin = qmin/ b ∙ h ∙ n м/с
Нормативные величины скорости протока 0,15-0,3м/с должны быть выдержаны.
Определяем продолжительность протока сточных вод в песколовке при максимальном притоке (не менее 30 с).
T = L / Vmax, (8.4)
Определяем количество песка, задерживаемого в песколовке:
Wn = p ∙ Nприв/1000 м3/сут, (8.5)
где: p – норма песка на одного человека в сутки 0,02 л [1].
Удаление песка из песколовки предусматривается при помощи скребковых механизмов (сдвиг песка в приямок) и гидроэлеваторов (подача пульпы на просушивание).
Для поддержания в горизонтальной песколовке постоянной скорости движения сточных вод на выходе из нее предусматривается водослив с широким порогом. При близких скоростях водослив можно не предусматривать.
В других случаях расчет водослива сводится к определению перепада между дном песколовки и порогом водослива P и ширины водослива b.
ОТСТОЙНИКИ ПРОЦЕСС ОТСТАИВАНИЯ ВОДЫ
Конструкции отстойников
1 горизонтальные
2 Вертикальные
3 радиальные
Горизонтальные отстойники
Горизонтальный отстойник представляет собой прямоугольный в
плане резервуар, разделенный на несколько отделений (рис. 4.27). Обычно
строят два или несколько параллельно работающих отделений отстой-
пика, чтобы при чистке или ремонте одного из них не выключать из работы
все сооружения.
Скорость перемещения взвешенной частицы в отстойнике представляет
собой равнодействующую вертикальной скорости осаждения ча
мелких взвешенных веществ, которые задерживаются отстойником
указанной длины. Более мелкие частицы, скорость падения которых
меньше и0, будут выноситься с водой
Высота борта отстойника над поверхностью воды обычно не превышает
0,4 м.
Между проточной и иловой частью отстойника предусматривается
нейтральный слой высотой 0,4 м.
Ширина отстойника принимается в зависимости от способа удаления
из него осадка, однако с таким расчетом, чтобы число отделений отстойника
было не менее двух. Обычно эта ширина не превышает 9 м.
Ширину отстойника целесообразно увязывать с шириной аэротенков
(б и 9 м), чтобы иметь возможность объединить эти сооружения в секции.
Имеющиеся унифицированные сборные панели высотой 3,6 и 4,8 м
для прямоугольных емкостей позволяют подобрать по глубине проточной
части два типоразмера горизонтальных отстойников—3,2 и 4,4 м.
Осадок из отстойников удаляется под гидростатическим давлением
и с помощью различных механизмов (скребков, насосов, элеваторов
и др.).
Основными преимуществами горизонтальных отстойников являются:
малая глубина, хороший эффект очистки, возможность использования одного
сгребающего устройства для нескольких отделений. К недостаткам
их относится необходимость применения большего числа отстойников
вследствие ограниченной ширины.
Вертикальные отстойники
Вертикальный отстойник (рис. 4.29) представляет собой круглый
в плане резервуар с коническим днищем.
Сточная вода подводится к центральной трубе и спускается по ней
вниз. При выходе из нижней части центральной трубы она меняет направление
движения и медленно поднимается вверх к сливному желобу.
При этом из сточной воды выпадают грубодисперсные примеси, плотность
которых больше плотности сточной воды. Для лучшего распределения
воды по всему сечению отстойника и предотвращения взмучивания
осадка опускающейся водой центральную трубу делают с раструбом,
ниже которого устанавливают отражательный щит.
Каждая частица нерастворенных примесей, поступившая в отстойник,
стремится двигаться вместе со слоем воды вверх с той же скоростью
V, с какой движется вода; в то же время под действием силы тяжести
она стремится вниз со скоростью и0, зависящей от размера и формы
частиц, их плотности и вязкости жидкости.
Сточная вода содержит механические примеси различной гидравлической
крупности, поэтому при протоке ее в отстойнике с какой-либо постоянной
скоростью v частицы этих примесей будут занимать самые
различные положения. Одни из них (при u0>v) быстро осаждаются на
дно отстойника, другие (с u0 = v) находятся во взвешенном состоянии,
третьи (с u0<iv) увлекаются вверх. Последние на своем пути встречают
зону воды с массой взвешенных частиц, так называемый взвешенный
слой. Проходя его и сталкиваясь с более крупными частицами,
мельчайшие частицы укрупняются, что способствует их осаждению.
Для бытовых сточных вод величину v принимают равной 0,7 мм/с.
Продолжительность отстаивания зависит от требуемой степени осветления
сточных вод и принимается в пределах от 30 мин (перед полями
фильтрации) до 1,5 ч (перед аэротенками и биофильтрами).
Уровень воды в отстойнике определяется гребнем переливного (сборного)
желоба, в который поступает отстоенная вода. Отсюда она направляется
на последующую очистку. Взвешенные вещества, выделившиеся
из сточной воды, образуют осадок (примерно 0,8 л/сутки по расчету
на одного жителя), скапливающийся в иловой части отстойника,
вместимость которой рассчитывают на двухсуточный объем осадка.
Осадок из вертикальных отстойников удаляют под действием гидростатического
давления через иловую трубу диаметром 200 мм, выпуск
которой расположен на 1,5—2 м ниже уровня воды в отстойнике. Влажность
осадка 95%.
Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с горизонтальными;
к числу их относятся удобство удаления осадка и меньшая
площадь, занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недостатков,
из которых можно отметить: а) большую глубину, что повышает
стоимость их строительства, особенно при наличии грунтовых вод;
б) ограниченную пропускную способность, так как диаметр их не превышает
9 м.
При проектировании вертикальную скорость движения сточной воды __
v принимают равной наименьшей скорости выпадения и0 той части взвешенных
веществ, на содержание которой рассчитывается отстойник;
Рис 4 29 Первичный вертикальный отстойник диаметром 9 м из сборного железобетонл
/—выпуск ила, 2 —выпуск корки, 3 —центральная труба с отражателем, 4 — водосборный жолоб, 5 — ОТВОДЯЩИЙ ЛОТОК, 6 — ПОДВОДЯЩИЙ ЛОток
Радиальные отстойники
Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар
(рис. 4.34). Сточная вода подается в центр отстойника снизу
вверх и движется радиально от центра к периферии. Особенностью гидравлического
режима работы радиального отстойника является то, что
скорость движения воды изменяется от максимального его значения
в центре отстойника до минимального у периферии. Плавающие вещества
удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройством,
размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный
бункер или в сборный лоток.
Выпадающий осадок с помощью скребков, укрепленных на подвижной
ферме, сдвигается в приямок отстойника. Частота вращения подвижной
фермы 2—3 ч- 1; вращение осуществляется с помощью периферийного
привода с тележкой на пневмомашине. Осадок удаляется по
трубопроводу с помощью плунжерных и центробежных насосов, установленных
в расположенной рядом насосной станции. Всплывающие вещества
отводятся в жиросборник.
Осветленная вода поступает в круговой сборный лоток через один
или через оба его борта, являющихся водосливами. В целях обеспечения
более надежного выравнивания скорости движения воды на выходе из
отстойника водосливы сборных лотков выполняют зубчатыми. Нагрузка
на 1 м водослива не превышает 10 л/с
Радиальные отстойники применяют в качестве как первичных, так
и вторичных. Отношение диаметра отстойника к его глубине у периферийного
водосборного лотка принимают от 6 до 12. Отстойники задерживают
до 60% взвешенных веществ
Вместимость приямка для сбора осадка в отстойнике определяют по
объему осадка, образовавшегося в течение 4 ч. Стенки приямка имеют
наклон 60°, что облегчает сползание осадка.
В зависимости от объема выпавшего осадка скребковый механизм
работает непрерывно или периодически. В последнем случае он включается
за 1 ч до начала удаления осадка. Процесс удаления автоматизирован.
Влажность осадка равна 95% при самотечном удалении и
93,5% при удалении насосами.
Диаметр иловой трубы определяют расчетом, однако он должен быть
не менее 200 мм. Высота бортов отстойника над поверхностью воды
в нем обычно равна 0,3.
Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глубина,
что удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позволяет
устанавливать минимальные по толщине стенки, что также снижает
стоимость сооружений.
Независимо от производительности очистной станции минимальное
число отстойников принимается с таким расчетом, чтобы на первую
очередь строительства иметь не менее двух рабочих отстойников. Часто
компонуют четыре отстойника в единый блок. Равномерное распределение
сточной воды между отстойниками осуществляется с помощью распределительной
чаши.
При выборе типоразмеров отстойников учитывается, что более крупные
отстойники экономичнее по сравнению с малогабаритными.
