Закрыть ... [X]

Эффект осветления в отстойниках

КАНАЛИЗАЦИЯ

Классификация отстойников

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность.

В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаива­ние применяется или в целях предварительной их обработки перед очист­кой на других, более сложных сооружениях, или как способ оконча­тельной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточ­ных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) при­меси.

В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Пер­вичными называются отстойники перед сооружениями для биологичес­кой очистки сточных вод; вторичными — отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.

По режиму работы различают отстойники периодического действия, Или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, при­чем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного дей­ствия, или проточные, в которых отстаивание происходит при медлен­ном движении жидкости. В практике очистки сточных вод осаждение Взвешенных веществ производится чаще всего в проточных отстойниках.

Контактные отстойники применяют для обработки небольших объе­мов сточных вод.

По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разно­видностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизон­тальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в верти­кальных — снизу вверх, а в радиальных — от центра к периферии.

К числу отстойников относят и так называемые осветлители. Одно­временно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

Содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ), вы­деляемых первичными отстойниками, зависит от начального содержания и от характеристики этих примесей (формы и размера их частиц, плот­ности, скорости их осаждения), а также от продолжительности отстаи­вания. Основная масса грубодисперсных взвешенных веществ выпадает в осадок в течение 1,5 ч (см. рис. 4.2). Скорость осаждения и полнота Выделения из воды тонкодисперсных частиц зависят от их способности К агломерации.

Допустимое остаточное содержание взвешенных веществ — вынос из первичных отстойников — устанавливается в зависимости от типа био­логических окислителей для последующей очистки сточных вод. В соот­ветствии с этим принимается продолжительность отстаивания.

Из отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очист­ку не должно выноситься взвешенных веществ более 150 мг/л. Продол­жительность отстаивания городских сточных вод в этом случае должна быть 1,5 ч.

Выбор типа, конструкции и числа отстойников должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных ус­ловий.

Вертикальные отстойники применяют обычно при низком уровне грунтовых вод и пропускной способности очистных сооружений до 10 000 м3/сутки. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня грунтовых вод при пропускной способности очист­ных сооружений свыше 15 000—20 000 м3/сутки. Радиальные отстойни­ки с вращающимся распределительным устройством применяют на стан­циях пропускной способностью более 20 000 м3/сутки при исходной кон­центрации взвешенных веществ не более 500 мг/л.

Основными условиями эффективной работы отстойников являются: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооруже­ние или секцию (для данных начальной и конечной концентраций сточ­ной воды и природы взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями (секциями); своевре­менное удаление осадка и всплывающих веществ.

Процесс отстаивания сточной воды

Эффект осаждения зависит от высоты слоя воды, в котором происхо­дит отстаивание.

Глубина отстаивания Я в натурных сооружениях равна 2—4 м. В ла­бораторных условиях кинетика процесса отстаивания сточных вод обыч­но изучается при меньшей высоте слоя воды.

ОТСТОЙНИКИ

Госкомитетом по науке и технике и техническим советом стран—чле­нов СЭВ принято, что для сравнения результатов исследований, выпол­ненных разными авторами, эксперименты по отстаиванию взвешенных веществ в покое должны проводиться при высоте слоя жидкости H = 500 мм, принимаемой за эталон.

ОТСТОЙНИКИ

Рис. 4.26. Характеристики осаждения взвешенных веществ

А — кривые осаждения нерастворенных примесей из бытовых сточных вод в зависимости от продол­жительности отстаивания при различных начальных концентрациях взвешенных веществ - 1Ci=200 Мг/л; 2Сі =300 мг/л; 3Сі=400 Мг/л; 4—С|=500 мг/л; б — кривая зависимости ко­личества выпавшего осадка от скорости выпадения

Для агрегативно-устойчивых частиц принимается простое соотноше­ние, позволяющее пересчитывать время Т, необходимое для получения заданного эффекта очистки в отстойниках, по результатам лаборатор­ных исследований в цилиндрах эталонной высоты при продолжительно­сти T:

TIH tlh При Э Const,

Где Я — высота воды в отстойнике, м; h— высота воды в цилиндре, м. Для агломерирующих взвешенных веществ, преобладающих в сточ­ных водах, сохраняется пропорциональность продолжительности отстаи­вания высоте слоя, но эта зависимость не прямолинейна. В этом случае расчетная продолжительность отстаивания сточных вод в отстойнике Т глубиной Я может быть определена из продолжительности отстаивания их в лабораторных условиях T при высоте H по соотношению, предложен­ному Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова и Мос­ковским инженерно-строительным институтом им. В. В. Куйбышева, в следующем виде:

Т = t (H/h)n, (4.58)

Где п— показатель степени, отражающий влияние агломерации: для хо­рошо сформированных скоагулированных хлопьев в сточных водах п — 0,5; для сточных вод газоочисток га=0,45; для го­родских сточных вод при концентрации взвешенных веществ до 400 мг/л п=0,25, с увеличением начальной концентрации п воз­растает: например, при 600 мг/л п=0,3; для шахтных вод /г=0,35; для шерстомойных сточных вод « = 0,19...0,44 в зави­симости от количества жира и ПАВ в сточной воде. Однако не для всех видов сточных вод имеются достаточно полные опытные данные, характеризующие осаждаемость взвешенных частиц.

В тех случаях, когда данные отсутствуют и не могут быть получены по каким-либо причинам экспериментальным путем, отстойники рассчиты­вают по имеющимся данным для близких по составу сточных вод или применяют другие способы расчета (например, по нагрузке сточных вод в м[13]/м2 поверхности отстойника).

Исходными данными при расчете отстойников на любую степень полноты выделения из сточных вод нерастворимых примесей, незави­симо от их вида, является: 1) объем сточных вод и начальная концент­рация в них взвешенных веществ Сь 2) допустимая конечная концент­рация Сг взвешенных веществ в отстоенной воде, принимаемая в соот­ветствии с санитарными нормами или обусловленная технологическими требованиями, как, например, при расчете первичных отстойников перед аэротенками на полную очистку и биофильтрами, когда С2 должна быть 100—150 мг/л; 3) условная гидравлическая крупность и0 частиц, кото­рые требуется выделить из воды; высота столба воды H в лабораторном цилиндре, в котором производится технологический анализ (отстаива­ние) сточной воды; 4) показатель степени п, отражающий влияние аг­ломерации взвешенных частиц при их осаждении.

Необходимый рабочий эффект осветления определяется из выраже­ния

ClCz юо. (4.59)

Сі

Соответственно этому эффекту принимаются наименьшая скорость осаждения (гидравлическая крупность частиц) и0, мм/с (табл. 4.17), или продолжительность отстаивания (см. рис. 4.26), по которым опре­деляются основные размеры первичных отстойников.

Эффект отстаивания сточных вод Э и происходящее при этом уплот­нение осадка влияют на экономичность и устойчивость работы очистных сооружений, особенно при биологической очистке сточных вод.

Увеличение выноса взвешенных частиц из первичных отстойников приводит к увеличению объема избыточного активного ила в аэротенках. Влажность активного ила (99%) значительно превышает влажность осадка (93—95%) из первичных отстойников. Это вызывает необходи­мость увеличения вместимости илоуплотнителей и всех последующих со­оружений для обработки избыточного активного ила.

В целях повышения эффективности работы отстойников, особенно при содержании в сточной воде взвешенных веществ более 300 мг/л, не­обходимо принимать дополнительные меры: а) добавлять к сточным во­дам химические реагенты — коагулянты, способствующие увеличению гидравлической крупности частиц примесей; б) добавлять хорошо оседа­ющие взвешенные вещества, в частности, активный ил, выполняющий роль сорбента и биокоагулянта; в) предварительно аэрировать сточные воды, что способствует флокуляции (хлопьеобразованию и укрупнению) находящихся в сточной воде мельчайших нерастворенных примесей.

Химические реагенты применяют главным образом при очистке про­изводственных сточных вод, биокоагуляцию и флокуляцию — при очист­ке бытовых сточных вод и их смесей с производственными водами.

Горизонтальные отстойники

1-І

ОТСТОЙНИКИ

ОТСТОЙНИКИ

1 — трубопровод для отвода сырого осадка и опорожнения; 2 и 4— лотки площадью сечения соот­ветственно 800X900 и 600X900 мм; 3 и 14 — дюкеры для подачи сырой сточной воды соответственно D=700 И D=1000 Мм; 5—впускные отверстия; 6 —- скребковая тележка; 7 — жиросборный хоток, й = =400 мм; 8 — ребро водослива; 9 — фронтальная тележка; 10 — жиропровод, 5=200 мм 11 — само­течный трубопровод для отвода сырого осадка и жира для опорожнения. 12—аварийный дюкер площадью сечеиия 1200X1200 мм; 13 — самотечный трубопровод для отвода сырого осадка и опорож­нения, D200 мм; /5 —шиберы 400ХЬ00 мм; /б — дюкер для отвода осветленной воды, D=700 мм

Стицы uQ пбд действием СИЛЫ Тяжести и скорости горизон­тального движения воды V Вдоль отстойника (рис. 4.28). Траектория движения частицы направлена здесь по равнодей­ствующей этих двух скоростей.

ОТСТОЙНИКИ

РйС.

4.28. Схема осаждения частиц в го­ризонтальном отстойнике

При заданных величинах И, L и V можно найти такое зна­чение скорости осаждения и0, при котором равнодействую­щая пройдет через наиболее удаленную точку дна отстойни­ка г. В отстойнике будут за­держиваться лишь взвешенные частицы, имеющие скорость осаждения которая является наименьшей для данного отстойника. Ее назы­вают охватываемой скоростью, т. е. гидравлической крупностью тех наи-

Боле мелких взвешенных веществ, которые задерживаются отстойником указанной длины. Более мелкие частицы, скорость падения которых меньше и0, будут выноситься с водой.

Эффективность выпадения взвешенных веществ из сточной воды в первичных отстойниках характеризуется данными табл. 4.17.

Таблица 4.17

Эффективность выпадения взвешенных веществ из бытовых сточных вод в первичных отстойниках

Эффективность выпа­дения взвешенных

Скорость выпадения взвешенных веществ uQ, Мм/с (уменьшенная на величину вертикальной составляющей W), При начальной концентрации, мг/л

Веществ, %

150

200 1

250

300 и более

30

1,3

1,8

2,25

3,2

35

0,9

1,3

1,6

2,1

40

0,6

0,9

1,05

1,4

45

0,4

0,6

0,75

0,95

50

0,25

0,35

0,45

0,6

55

0,15

0,2

0,25

0,4

60

0,05

0,1

0,15

0,2

При проектировании первичных горизонтальных отстойников для бытовых и близких им по составу производственных сточных вод ре­комендуется принимать расчетную глубину отстойной (проточной) части 3 м (допускается 4 м), расчетную горизонтальную скорость потока V = 5...7 мм/с, длину отстойника L VH/U0 (здесь и0 — по табл. 4.17).

В табл> 4.18 даны размеры типовых горизонтальных первичных от­стойников.

Таблица 4.18

Основные параметры горизонтальных первичных отстойников

Показатель

Отстойник шириной, м

6

9

Длина, м ............. .

Гидравлическая глубина, м.........................................

Расчетная глубина, м. . . ...........................................

Рабочий объем, м3 .....................................................

Площадь сечения отводящего лотка с зуб­чатым водосливом, мм...............................................................

Нагрузка на водослив, л/(м-с).....................................

Объем илового приямка, м3........................................

24/30 3,2—4,4

3—4 536/690

450X600 5,4 17

30/36 3,2—4,4

3—4 1050/1260

600X900 8,6 31

Примечание. Перед чертой приведена длина отстойников для сточных вод с концентрацией загрязнений по взвешенным веществам 140 и 200 мг/л, за чертой — то же, 280 мг/л.

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

ОТСТОЙНИКИ

Рис 4 29 Первичный вертикальный отстойник диаметром 9 ч из сборного железобетона 1—выпуск ила, 2—выпуск корки, 3—центральная труба с отражателем, 4Водосборный ас юб, 5 — отводящий лоток. 6 — подводящий лоток

16—11 241

V принимают равной наименьшей скорости выпадения и0 той части взве­шенных веществ, на содержание которой рассчитывается отстойник; ве­личина и0 останавливается по графику осаждения взвешенных частиц. Расчетная площадь поперечного сечения отстойника равна площади поверхности воды в нем (в плане) за вычетом площади центральной трубы. Рабочей длиной (высотой) отстойника является расстояние от низа центральной трубы до поверхности воды.

Площадь F центральной трубы (или общую площадь всех труб, если имеется несколько отстойников) определяют по максимальному секундному расходу сточной воды Q, м3/с, и скорости в центральной трубе Vi, м/с:

F = Q/Vi.

(4.60)

ОТСТОЙНИКИ

Рис. 4.32. Выпускное от­верстие вертикального отстойника

1 — отражательный щит;

2 — раструб; 3 — централь­

ОТСТОЙНИКИ

Ug, MM ft

З Ь S6 7 в 9

Го 30 ЬО 50 60 70 80 30 Э,'/.

Рис. 4.30. Кривые зависимости эф­фекта осветления в вертикальных отстойниках от минимальной гид­равлической крупности осажда - и 1 с 3 4 емых частиц и начальной концент­рации взвешенных веществ в сточ - рис 4 31 Кривая расче - ной воде та вертикальных отстой-

/ _ с, = 150 мг/л; 2 — С,=200 мг/л; НИКОВ ПО МЄТОДУ Проф. З Ci=250 Мг/л; 4— С,=300 мг/л; С. М. Шифрина

5 Сі =350 мг/л; 6 Сі =400 мг/л; 7 Сі =500 мг/л; 8 Сі =600 мг/л; 9 Сі=700 мг/л; 10 Сі=800 мг/л

И 5

0,5

0,1

Ная труба


Скорость Vu обычно принимаемая равной 0,03 м/с, не должна пре­вышать 0,1 м/с при наличии отражательного щита.

Высота проточной части отстойника или длина центральной его трубы

H = Vt, (4.61)

Но не менее 2,7 м.

Общий объем проточной части всех отстойников (если их несколь­ко), м3,

W = QKt/24, (4.62)

Где Q— средний суточный расход сточной воды, м3/сутки;

К— коэффициент неравномерности притока сточной воды. Общая рабочая площадь отстойников, м2,

Fx W/H. (4.63)

Полную площадь (в плане) отстойников определяют как сумму по­лезной их площади Fy и площади F, занимаемой центральной трубой (или центральными трубами):

F = F!--f. (4.64)

Расчет вертикальных отстойников, согласно методу, предложенному проф. С. М. Шифриным, производится следующим образом. По требуе­мому эффекту осветления сточной воды с различными начальными кон­
центрациями в ней взвешенных частиц находят с помощью рис. 4.30 гидравлическую крупность частиц, которые должны быть выделены в проектируемом отстойнике. Затем по найденной величине и0у поль­зуясь рис. 4.31, определяют радиус отстойника г. Среднюю скорость вхо­да сточной воды в отстойную зону ив (скорость в сечении между раст­рубом центральной трубы и отражательным щитом) С. М. Шифрин рекомендует принимать равной 1,2 см/с.

При этом площадь живого сечения представляет собой боковую по­верхность цилиндра, диаметр которого равен диаметру раструба цент­ральной трубы, а высота равна размеру зазора, т. е. 0,25—0,5 м.

Диаметр центральной трубы D определяют по скорости нисходяще­го движения воды в ней, равной 0,03 м/с. Длину трубы, которая должна целиком размещаться в цилиндрической части отстойника, определяют по формуле (4.61).

Рекомендуемые проф. С. М. Шифриным соотношения размеров раструба центральной трубы и отражательного щита, а также взаим­ное их размещение, показаны на рис. 4.32.

Диаметр вертикального отстойника не должен превышать его рабо­чую глубину более чем в 3 раза.

Эффект осветления сточной воды в вертикальных отстойниках со­ставляет практически не более 40%, теоретически расчет ведется на эффект осветления 50%.

Число отстойников зависит от принятого конструктивного типа, диа­метра одного отстойника и расчетного расхода сточной воды. Полная строительная высота (глубина) отстойника Ястр определяется как сумма высоты проточной части, нейтрального слоя, иловой части (или камеры) и высоты борта над уровнем воды, принимаемой 0,3—0,4 м.

Высота иловой камеры зависит от ее объема и диаметра отстойни­ка. Расчетную вместимость иловой камеры определяют по объему выпа­дающего осадка и продолжительности пребывания его в камере.

Иловую часть отстойников выполняют конической (для круглых от­стойников) с углом наклона стенок днища 50°, чтобы обеспечить спол­зание осадка. Внизу конуса (или пирамиды) устраивают площадку диаметром 0,4 м.

Во избежание попадания в сток всплывших загрязнений перед сбор­ными лотками (периферийными и радиальными) устанавливают полу­погружные доски (щитки), расположенные на расстоянии 0,3—0,5 м от лотка; их погружают в воду на глубину 0,25—0,3 м от поверхности воды; высота непогруженной в воду части должна быть не менее 0,2—0,3 м.

Основные размеры типовых вертикальных отстойников из сборного железобетона приведены в табл. 4.19.

Таблица 4.19

Основные параметры вертикальных отстойников из сборного железобетона

Диаметр отстой­ника, м

Пропускная спо­собность при 7=1,5 ч, л/с

Высота, м

Общая

Цилиндрической части

Конической части

4

8,6

5,9

4,1

1,8

6

19,3

6,9

4,1

2,8

9

43,5

9,3

4,2

5,1

Вертикальный отстойник новой конструкции с нисходяще-восходя­щим потоком сточной воды представляет собой круглый резервуар с периферийным лотком для сбора осветленной воды. Отличие этого от­стойника от типового заключается в том, что центральная труба замене-

16

243


ОТСТОЙНИКИ

Рис 4 33 Первичный вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком

1 — приемная камера 2—подающий лоток (или трубопровод), 3—трубопровод для удаления та вающнх веществ 4 — приемная воронка для удаления плавающих веществ, 5—зубчатый Водослі'із 6 — отражательный козырек 7 — распределительный лоток 8 — периферийный лоток для сбооа осветленной воды, 9—отводящий трубопровод, 10 — отстойник, //—- кольцевая полупогружная пере городка 12 трубопровод для отвода ила


На не доходящей до дна полупогружной перегородкой, разделяющей площадь отстойника на две равные части, а впускное устройство вы­полнено на внутренней поверхности перегородки по всему периметру в виде переливного зубчатого распределителя с затопленным отража­тельным козырьком (рис. 4.33).

Сточная вода поступает по лотку (или по трубе) в приемную камеру, а затем в лоток, имеющий зубчатый водослив, из которого вода равно­мерно переливается и движется по периметру внутренней части отстой­ника. Отражательный козырек меняет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. По мере продвижения от перегородки к центру вода опускается вниз, распределяясь равномерно по всему сечению внутренней нисходящей части отстойника. При движении сточ­ной воды вниз с малыми скоростями поток теряет свою транспортирую­щую способность, благодаря чему происходит осаждение взвешенных частиц. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока. Далее вода движется восходящим потоком, перели­вается через борт сборного лотка и отводится через отводную трубу. Всплывающие вещества скапливаются у воронки и периодически уда­ляются через трубу. Осадок удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе.

Вертикальный отстойник этого типа увеличивает эффект задержания взвешенных веществ до 60—70% или при сохранении эффекта осветле­ния обычного вертикального отстойника увеличивает пропускную спо­собность примерно в 1,5 раза.

В Институте городского хозяйства МКХ УССР разработаны конст­рукции вертикальных отстойников с нисходяще-восходящим потоком для нескольких типоразмеров.

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.

В СССР радиальные отстойники строят диаметром 18—54 м (табл. 4.20), а на зарубежных очистных станциях — диаметром 6—60 м и более.

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.

ОТСТОЙНИКИ

ОТСТОЙНИКИ

Рис 4 34 Первичный радиальный отстойник

Унифицированные размеры первичных радиальных отстойников из сборного железобетона

1 — илоскреб 2 — распределительная чаша 3 — подводящий трубопровод 4 — трубопровод сырого осадка, 5 — жиросборник, 6— насосная станция, 7—отводящий трубопровод

Таблица 4 20

Диаметр отстойни ка, м

Глубина зоны отстаивания, м

Расчетный объем от стойной зоны, м3

Расчетная пропуск

Ная способность при 7=1,5 ч, м3/ч

18

3,1

788

550

24

3,1

1 400

930

30

3,1

2 190

1460

40

3,65

4 580

3054

50

4,7

9 220

6150

54

5,7

10 500

7000

Расчет первичных радиальных отстойников производится на макси­мальный часовой приток по продолжительности отстаивания, принимае­мой для бытовых сточных вод равной 1,5 ч.

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.

Для повышения эффекта ОЧИСТКИ При БПКполн СТОЧНОЙ ВОДЫ б0ЛЄЄ 130 мг/л радиальный отстойник может иметь преаэратор, установленный в центральном распределительном устройстве.

Предварительная аэрация с избыточным активным илом городских сточных вод позволяет вывести из их состава при отстаивании соедине­ния хрома, меди, цинка в тонкодисперсном и коллоидном состоянии. Однако преаэрация сточной воды повышает влажность сырого осадка до 94,5% по сравнению с влажностью осадка при обычном отстаивании (93,5%).

Разновидностью радиальных отстойников являются отстойники с пе­риферийной подачей в них сточных вод (рис. 4.35). Основные парамет­ры таких первичных радиальных отстойников представлены в табл. 4.21.

Водораспределительный желоб опоясывает отстойник по окруж­ности и имеет постоянную ширину и постепенно уменьшающуюся от начала к концу желоба глубину. В дне желоба имеются круглые впуск­ные отверстия, расположенные так, что в сочетании с переменной глу­биной желоба, различными диаметрами отверстий и расстоянием меж­ду ними обеспечивается постоянная скорость движения воды в желобе.

Постоянство скорости предупреждает выпадение осадка в распреде­лительном желобе и создает благоприятные условия для транспортиро­вания плавающих веществ в сборник, расположенный в конце желоба. Поступившая из отверстий вода направляется вертикальной кольцевой перегородкой в нижнюю зону отстойника. Скорость нисходящего пото­ка постепенно уменьшается и достигает минимума у кольцевого отра­жателя, направляющего поток в центральную зону отстойника и далее к водоотводящему кольцевому желобу.

Небольшая скорость потока обусловливает начало выпадения взве­шенных веществ уже у выхода из-под кольцевой перегородки. Движе­ние воды происходит по всему живому сечению отстойника, при этом местные завихрения практически отсутствуют. Поступление осветляемой воды в отстойник у его дна обеспечивает кратчайший путь осаждения взвешенных веществ.

Отмеченные особенности гидравлического режима работы таких отстойников обусловливают более высокий эффект задержания

1-1

ОТСТОЙНИКИ

План

ОТСТОЙНИКИ

Рис. 4 35 Отстойник радиальный диаметром 18 м с периферийным впуском

/ — подводящий канал; 2— трубопровод для отвода плавающих веществ; 3— отводящий трубоппо - вод; 4 — затвор с подвижным водосливом для выпуска плавающих веществ из лотка; 5 — струе - направляющие трубки; 6 — распределительный лоток; 7 — полупогружная доска для задержания плавающих веществ; 8 трубопровод для осадка

Таблица 4.21

Показатель

Отстойник диаметром, м

18

24

30

Гидравлическая глубина, м

3,4

3,4

3,4

Глубина зоны отстаивания, м

3,1

3,1

3,1

Отношение диаметра к глу­бине зоны отстаивания. . .

3,8

7,7

9,7

Рабочий объем, м3 . . . .

790

1400

2190

Подводящая система — рас­пределительный лоток:

Глубина в начале, м. .

0,6

0,8

0,9

То же, в конце, м. . .

0,3

0,45

0,45

Ширина, м................................

0,5

0,6

0,8

Глубина потока в начале, м

0,47

0,6

0,7

То же, в конце, м. . .

0,2

0,2

0,2

Скорость потока, м/с. .

0,43

0,5

0,55

Диаметр водовпускных труб, мм...... .

100

100

125

Расстояние между труба­ми, м

1,5—2,1

1,5—2,3

1,5—2,5

Отводящая система — сбор­ные лотки с зубчатым водо­сливом:

Периметр, м..... .

74,6

107,6

124

Нагрузка иа водослив, л/(м - с)

2,2

2,4

3,3

Диаметр отводящего тру­бопровода, мм........................

500

700

900

Диаметр илового приямка, м

5

6

7

Диаметр трубопровода сы­рого осадка, мм... .

200

200

250

Взвешенных веществ, чем в обычных радиальных отстойниках с подачей сточной воды из центра. Продолжительность отстаивания в отстойниках с периферийным впуском воды принимается меньше, чем в обычных от­стойниках, при одинаковом эффекте осветления сточных вод.

ОТСТОЙНИКИ

На рис. 4.36 показан радиальный отстойник зарубежной конструк­ции (США) с периферийной подачей сточной воды, отличающийся ме­ханическим оборудованием для удаления осадка и выпуском осветлен­ной воды.

Рис. 4.36. Радиальный отстойник с пери­ферийной подачей сточной воды, применя­емый в США (фирма «Линк-Бельт»)

Основные параметры первичных радиальных отстойников с периферийным впуском сточной воды

1 — подача сточной воды; 2— распределительная перегородка, 3 — направление движения воды к сборным лоткам; 4 — илоскребы; 5—отвод осад­ка; 6—выпуск осветленной воды

Радиальный отстойник с вращающимися водораспределительным и водосборным устройствами, предложенный И. В. Скирдовым и раз­работанный Союзводоканалпроектом, представлен на рис. 4.37. Основ­ная масса воды в отстойниках с такими устройствами находится в покое, поэтому осаждение взвешенных веществ в них происходит с такой же скоростью, как и в лабораторных условиях.

М

ОТСТОЙНИКИ

ОТСТОЙНИКИ

Рис 4 37 Отстойник с вращающимися водораспределительным и водосборным устрой­ствами

1 — свободно вращающийся желоб, 2—щелевое днище, 3—отводной наружный желоб, 4 — шибер; 5 — водоотводящая труба, 6 — трубопиовод подачи сточной воды, 7 — отвод осадка, 8 — продольнія переіородка во вращающемся желобе, 9 — струенаправляющие лопатки, 10— водосборный лото^, 11 — затопленный водослив, 12 — направляющий козырек

Подача воды в отстойник и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба, разделенного продольной перегородкой на две части. С внутренней стороны лоток ограничен пере­городкой, снизу — щелевым днищем и снаружи — распределительной решеткой с вертикальными щелями, снабженной струенаправляющими лопатками.

Щелевое днище выполнено в виде жалюзийной решетки, через попе­речные щели которой проваливаются тяжелые частицы.

Струенаправляющие лопатки имеют обтекаемую форму и поворачи­ваются па любой угол; размещаются они таким образом, чтобы продол­жительность пребывания отдельных струй в отстойнике практически была одинаковой.

Водосборный лоток с затопленным водосливом имеет водонепрони­цаемые стенки и днище. Из лотка вода отсасывается сифоном в отвод­ной наружный желоб. Сифон снабжен регулятором расхода (дроссель­ным клапаном, связанным системой рычагов с поплавком). У днища водосборного лотка расположен направляющий козырек.

Необходимая продолжительность отстаивания t зависит от глубины зоны отстаивания h0 и скорости осаждения и0 частиц, на задержание ко­торых рассчитывается отстойник, т. е. t=H0Ju0. Глубина h0 зависит от конструкции водоприемных устройств; в случае применения лотков с затопленным водосливом она обычно принимается от 0,8 до 1,2 м.

Высоту нейтрального слоя принимают от 0,5 до 0,6 м, глубину слоя осадка Ли — от 0,3 до 0,4 м.

В течение времени t водораспределительный и водосборный лоток должен сделать один оборот. В этом случае им будет собрана отстояв­шаяся вода, объем которой

Q = KnR2h0t (4.65)

Где К— опытный коэффициент использования зоны отстаивания, рав­ный 0,85;

R — радиус отстойника.

Величиной Q характеризуется пропускная способность отстойника.

Гидравлический расчет водораспределительного и водосборного устройства сводится к определению формы (в плане) перегородки меж­ду приемной и распределительной частями лотка, необходимой глубины погружения кромки водосборного водослива, а также высоты перепада между уровнями воды в отстойнике и периферийном отводном желобе, обеспечивающей бесперебойную работу сифона. Форма перегородки в плане не зависит от расчетного расхода сточных вод.

При распределении воды с помощью решетки из равномерно рас­ставленных лопаток криволинейного очертания ширина водораспреде­лительного лотка Ьи м, определяется в зависимости от расстояния I, м, от центра отстойника по уравнению

Bi = n Vr2 — 12, (4.66)

Где п—отношение ширины водораспределительного лотка в его на­чале к радиусу отстойника R; величину п рекомендуется при­нимать равной 0,1—0,12.

Для сбора осветленной воды наиболее целесообразно применение за­топленных водосливов. При коэффициенте затопления 6 = 0,8 и коэффи­циенте расхода т=0,45 глубина погружения определяется по уравне­нию

H0 = 1,24 (QIR2)2/3 12/3, (4.67)

Где Q— пропускная способность отстойника, м3/ч;

R — радиус отстойника, м; /— длина (ширина) водослива, м.

Перепад между уровнем воды в отстойнике и водоотводящем пери­ферийном желобе

Tf>2/is, (4.68)

Где hs— потери напора в сифоне, определяемые по общим формулам гидравлики.

Величина реактивной силы зависит от массы подаваемой в отстойник сточной жидкости и скорости ее вытекания. При практически допускае­мых нагрузках на отстойники она обеспечивает бесперебойное движе­ние логка без применения каких-либо других (кроме реактивных) сил; во многих случаях реактивная сила оказывается достаточной для вра­щения не только собственно лотка, но и скребковой фермы.

ОТСТОЙНИКИ

План

ОТСТОЙНИКИ

1 — подача сто шоп воды на осветление 2 —- отвод осветленной воды І оі веттители, 4—рас­пределительная камера, 5 — иловый колодец, 6 — илопровод

Осветлители

Осветлитель с естественной аэрацией представляет собой верти­кальный отстойник с внутренней камерой флокуляции (рис. 4.38). Сточ -

/ Г

Ная вода поступает по лотку в центральную трубу, на конце которой прикреплен отражательный щит. Вследствие разницы уровней воды (0,6 м) в подводящем лотке и осветлителе происходит эжекция воздуха потоком сточных вод, поступающих в осветлитель. В камере флокуля - ции происходит частичное окисление органических веществ и усиленное хлопьеобразование, способствующее интенсификации процесса. Из камеры флокуляции сточная вода направляется в отстойную зону освет­лителя, в которой при прохождении через слой взвешенного осадка за­держиваются мелкодисперсные взвешенные частицы. Осветленная вода через кромку водослива переливается в периферийный лоток и далее в отводящий. Выпавший осадок под гидростатическим напором удаля­ется по трубе в иловый колодец. Плавающие вещества задерживаются внутренней стенкой сборного лотка и по мере накопления сбрасываются в иловый колодец по трубе через кольцевой лоток. В результате эффект очистки стоков в сооружении достигает 75%. Характеристика работы осветлителей приведена в табл. 4.22. Пропускная способность осветли­теля диаметром 9 м при продолжительности пребывания в нем сточной жидкости 1,5 ч — 53,6 л/с, а осветлителя диаметром 6 м — 23,6 л/с. Осветлители компонуются в блок из двух и четырех сооружений.

Таблица 4.22 Характеристика работы осветлителей с естественной аэрацией

Среднегодовые данные

Показатели

Исходная сточная вода

Осветленная сточная вода

В том числе минеральные, %...............................

To to О (О о ООО

300 25 90

Тонкослойные отстойники

Тонкослойные отстойники представляют собой открытые и закры­тые резервуары. Как и обычные отстойники, они имеют водораспредели­тельную, отстойную и водосборную зоны, а также зону накопления осад­ка. Отстойная зона полочными секциями или трубчатыми элементами делится на ряд неглубоких слоев (до 15 см). Полочные секции монтиру­ются из плоских или волнистых пластин, удобных в эксплуатации. Труб­чатые секции характеризуются большей жесткостью конструкции, обес­печивающей постоянство размеров по всей длине. Они могут работать с более высокими скоростями, чем полочные секции, но быстрее заили­ваются осадками, труднее поддаются очистке и требуют повышенного расхода материалов.

Уменьшение высоты отстаивания обеспечивает снижение турбулент­ности, характеризуемое Re^500, и вертикальной составляющей пульса­ций потока сточной воды, вследствие чего повышается коэффициент использования объема и уменьшается продолжительность отстаивания (до нескольких минут). Реконструкция обычных отстойников в тонко­слойные позволяет повысить их производительность в 2—4 раза.

Для осаждения взвешенных веществ из воды в тонком слое как у нас в стране, так и за рубежом предложено большое число тонкослойных отстойников различных конструкций. Принципиальные схемы тонкослой­ных отстойников показаны на рис. 4.39. Основные схемы взаимного движе­ния воды и выделенного осадка следующие: перекрестная схема — когда выделенный осадок движется перпендикулярно движению рабочего по­тока жидкости; противоточная схема — выделенный осадок удаляется в направлении, противоположном движению рабочего потока (рис. 4.40);

Прямоточная схема — направление движения осадка совпадает с на­правлением водного потока.

ОТСТОЙНИКИ

ОТСТОЙНИКИ

Рис. 4 40 Противоточная схема движения воды (вверх) и осадка (вниз) в тонкослойном отстойнике

Наиболее рациональной конструкцией тонкослойного отстойника сле­дует считать отстойник с противоточной схемой движения фаз, снабжен­ный пропорциональным распределительным устройством.

Рис 4 39 Трубча­тые секции, встро­енные в радиаль­ный (а) и в гори­зонтальный (б) тонкослойные от­стойники

Эти отстойники следует применять для очистки сточных вод, содер­жащих в основном оседающие примеси. Благодаря движению воды в

Наклонных секциях снизу вверх создаются благоприятные условия для осаждения взвешенных веществ по более короткой тра­ектории.

Осадок непрерывно сползает против дви­жения воды и в виде крупных агломератов осаждается в иловый приямок, из которого периодически удаляется через иловую тру­бу. Всплывшие вещества собираются в па­зухе между секциями и удаляются погружа­ющимся лотком. Плавающие вещества для сокращения объема воды, удаляемой с ни­ми, подгоняются к лотку воздушными стру­ями. Воздух подают перфорированные тру­бы, расположенные по периферии отстой­ника.

Расчет тонкослойного отстойника произ­водится в следующем порядке: 1. Площадь поперечного сечения полочного пространства вычисляет­ся по формуле

Q/V, (4.69)

Где Q—расход сточной воды, м3/ч;

V— скорость потока сточной воды в секциях тонкослойного отстой­ника, м/ч.

Скорость v, м/ч, определяют из условия обеспечения ламинарного ре­жима течения воды в секциях по уравнению

V — 3600 Re %v/, (4.70)

Где Re— число Рейнольдса; должно быть менее 500; %—смоченный периметр секции, м;

©х—площадь поперечного сечения секции, м2; v— кинематическая вязкость, м2/с. Практически скорость движения воды в секциях принимают равной 10 и0, т. е. примерно 5—10 мм/с.

2. Высоту полочного пространства Я рекомендуется принимать 1 — 2 м. При этом его ширина составит:

В=:<й/Н. (4.71)

Угол наклона полок равняется 45—60° в зависимости от угла сполза­ния осадка в воде.

3. Необходимую продолжительность отстаивания, ч, определяют из уравнения

Где и0—гидравлическая крупность частиц, мм/с, осаждение которых обеспечивает требуемый эффект осветления сточной воды. Величину и0 определяют по кинетике осветления сточной воды в по­кое при высоте слоя отстаивания, равной высоте секции Hc в тонкослой­ном отстойнике. Минимальная высота hc должна приниматься с учетом способа удаления выпавшего осадка и необходимости обеспечения не - засоряемости секции, Hc = 50...150 мм.

4. Длину полочного пространства определяют из выражения

L = Ktpv,

Где К — коэффициент запаса, равный 1,1 —1,5.

Общая строительная длина тонкослойного отстойника складывается из длины, необходимой для установки водораспределительных и водо­сборных устройств, и длины полочного пространства.

5. Объем иловой части отстойника определяют по уравнению

(С0 — Ct) Q-100

(ioo-pL • (4-73)

Где W—объем осадка;

С0— начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде;

Ct— концентрация взвешенных веществ в осветленной воде; Q— расчетный расход сточных вод; Р — влажность осадка, %'» рос — плотность осадка.

Обобщенный метод расчета первичных отстойников

Для расчета отстойников сначала определяют их размеры, а затем уточняют значения расчетных величин. Одной из основных величин является средняя расчетная скорость в проточной части отстойника, при­нимаемая в первом приближении для радиальных (в сечении на поло­вине радиуса) и горизонтальных отстойников и = 5...7 мм/с, для от­стойников с вращающимся распределительным устройством и верти­кальных у = 0.

Длину горизонтальных отстойников определяют по формуле

VH

L = -— (4.74)

АГ

Радиус отстойников вертикальных, радиальных, с вращающимся распре­делительным устройством и с периферийным впуском — по формуле

Где v—средняя расчетная скорость в проточной части отстойника,

Мм/с;

Н—глубина проточной части отстойника (от границы нейтрально­го слоя до уровня воды), м; К— коэффициент, зависящий от типа отстойника и конструкции водораспределительных и водосборных устройств; принимает­ся равным для горизонтальных отстойников 0,5, радиальных — 0,45, вертикальных — 0,35, для отстойников с вращающимся распределительным устройством —0,85; и0—скорость осаждения взвешенных частиц в отстойнике (гидрав­лическая крупность), мм/с; Q—расчетный расход сточных вод, м3/ч.

Гидравлическая крупность определяется по формуле

Ю00/СЯ

И --------------- і----- — о,, (4.76)

0 at (KH/h)n ' }

Где a— коэффициент, учитывающий влияние температуры воды на ее вязкость; принимается по табл. 4.23; t—продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды Л, соответствующая заданному эффекту осветления, с; опреде­ляется экспериментально или принимается приближенно для основных видов взвешенных веществ по табл. 4.24; п—эмпирический коэффициент, зависящий от свойств взвеси, оп­ределяется экспериментально; w—вертикальная составляющая скорости движения воды в отстой­нике, принимается по табл. 4.25.

100 :

200

300

500

500

1000

2000

3000

200

300

| 400

Для коагулирующих (л-0,25)

Для мелкодисперсных мине­ральных взвесей с плотно­стью 2—3 г/см3 {Rt —0,4)

Для структурных тяжелых плотностью 5—6 г/см3 (л=0,6)

Концентрация, мг/л

Таблица 423

Значения коэффициента A

Минимальная среднем есячна я Температура сточ­ных вод, °С

60

50

40

30

25

20

15

10

5

0

A

0,45

0,55

0,66

0,80

0,9

1,0

1,14

1,3

1,5

1,8

Таблица 4.24

Продолжительность отстаивания сточных вод в покое в зависимости от эффекта осветления

Продолжительность отстаивания взвешенных веществ, с, в цилиндре глубиной 500 мм

Эффект

Осветления, %

20

600

300

150

140

100

40

30

900

540

320

260

180

150

120

50

40

1320

650

450

390

200

180

150

60

75

60

45

50

1900

900

640

450

240

200

180

80

120

90

60

60

3800

1200

970

680

280

240

200

100

180

120

75

70

3600

2600

1830

360

280

230

130

390

180

130

80

_

_

_

5260

1920

690

570

370

3000

580

380

90

_

2230

1470

1080

100

3600

1850

Примечания: 1. Продолжительность отстаивания дана для температуры воды 20 °С. Для промежуточных значении концентраций взвешенных веществ и эффекта осветления продолжитель­ность отстаивания определяется интерполяцией

2. Кинетика осаждения взвешенных веществ из сточной воды и показатели степени п должны определяться ари отстаивании в покое в сосудах диаметром не менее 120 мм.

Значение (KHjh)N в расчетах первичных отстойников для городских сточных вод может приниматься по табл. 4.26.

После определения L и R для горизонтальных и радиальных отстой­ников уточняется значение и:

3,6НВ '

Где В — ширина отстойника, м; принимается в пределах 2—5 Я; для радиальных отстойников (в сечении на половине радиуса)

Q

V =

3,6 NRH

Таблица 4 25

Значения вертикальной составляющей скорости движения воды в отстойнике

Мм/с

5

10

15

20

Да, мм/с

0

0,05

0,1

0,5

Таблица 4.26 Значения (KH(h)n

(KH/h

П для отстойников

Высота от­

Верти­

С вращающим­

Стойника

Ради­

Горизон­

Ся распредели­

Н, м

Каль­

Альных

Тальных

Тельным уст­

Ных

Ройством

1

1,14

1,5

1,08

1,11

1,27

2

1,11

1,16

1,19

3

1,21

1,29

1,32

4

1,29

1,38

1,41

5

1,46

1,50

Если уточненное значение значительно отличается от принятого ра­нее (при вычислении w), величины L и R следует определять повторно с учетом полученного значения V.

Для отстойников с вращающимся распределительным устройством период вращения, ч, распределительного устройства определяется по формуле

T = nRHK/Q. (4.77)

Объем удаляемого из первичных отстойников осадка определяется в соответствии с эффектом отстаивания сточных вод. Объем иловой ка­меры принимается равным объему выпавшего осадка за период не бо­лее двух суток.

257

В отдельных случаях при отсутствии достаточных данных, характе­ризующих кинетику осаждения взвешенных веществ, отстойники можно рассчитывать по нагрузке сточной воды на площадь зеркала отстойника Q или по скорости движения v И продолжительности отстаивания t, при­нимаемым по данным эксплуатации отстойников, осветляющих воду аналогичного состава. Для бытовых сточных вод q2...3,5 м3/(м2-ч), V S...7 мм/с и f=l...l,5 ч.

Применение для расчета отстойников коэффициентов объемного использования и полезного действия

Гидравлический режим работы отстойников в значительной степе­ни влияет на эффект их работы. Чем совершеннее конструкция отстой ника, тем выше эффективность задержания взвешенных веществ. Со­вершенство конструкций связано с условиями входа воды в отстойник, т. е. со скоростью входа воды и величиной заглубления кожуха в ради -

17—11

Альном или распределительной перегородки в горизонтальном отстой­нике. Гидравлический режим работы оценивается по коэффициентам объемного использования и полезного действия отстойников.

Коэффициент объемного использования отстойника определяется из­мерением скоростей течения воды по всей глубине отстойной зоны (в не­скольких сечениях) и установлением активной зоны, а коэффициент по­лезного действия — как отношение эффекта осветления в натурном от­стойнике к эффекту осветления на модели (в покое) при равной продолжительности отстаивания.

Эти коэффициенты в той или иной степени учитывают в расчетах. Так, при расчете горизонтальных отстойников [формула (4.74)] вводит­ся коэффициент /(=0,5 при определении их длины, в расчетах радиаль­ного отстойника [формула (4.75)] К ==0,45, а при расчете отстойника конструкции И. В. Скирдова коэффициент объемного использования принимается 0,85. Однако эти значения коэффициентов не описаны в ви­де математической зависимости. С этой целью кафедрой канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева были проведены исследования на моделях и в натурном отстойнике. После математической обработки результатов опытов были получены следующие зависимости:

0,76 — 0,052 4- 0,11 H

1 + 0,00275,вх ; (4'78)

/Со. и = 1 — 0,000825 (L/Я)3 -J - 0,02335 (L/Я)2— 0,1755 (ЫН), (4.79)

Где К'ои — коэффициент объемного использования, зависящий от глу­бины погружения распределительного устройства Л=0,25# и скорости входа воды увх (под распределительным устрой­ством vBX принимается в пределах 20—25 мм/с); К"оп — коэффициент объемного использования, зависящий от гео­метрического отношения длины отстойной зоны L или R к глубине Я.

Значение К'ол в уравнении (4.78) справедливо только при L/H10. В ином случае коэффициент объемного использования определяется по формуле

АГо. и =o. HS. e/S. H. (4.80)

Где К°я— коэффициент объемного использования отстойника, опреде­ляемый по формуле (4.79) при L(H—[Q KnQVl—то же, но при любом значении L/Я, отличном от 10. Значения коэффициентов полезного действия т| находят в зависимо­сти от продолжительности отстаивания T, ч, которое определяется при технологическом анализе (рис. 4.41), /(ои и фактической вязкости сточ­ной воды р по формулам: для бытовых сточных вод

-0,3. ^

Ц=е »к<>-' . (4.81)

Для производственных сточных вод

^Н Pi

-0,3

Т=е VWp2 t <4.82)

Гдер. н, [хм — динамическая вязкость сточной воды соответственно в на­турном отстойнике и при технологическом анализе осветле­ния этих же сточных вод на модели;

Pi> Рз — плотность осадка соответственно бытовых и производствен­ных сточных вод.

Далее определяют эффект осветления сточных вод в отстойнике

3Н = 3МГ1, (4.83)

ГДе ^м — эффект осветления воды на модели (в покое); берется по рис. 4.42 при тех же значениях времени, при которых опре­делялся коэффициент полезного действия, т. е. при t=0... ...1,5 toc (определяется в сосуде глубиной, равной глубине проектируемого отстойника).

ОТСТОЙНИКИ

Рис. 4.41. Кривая зависимости ко­эффициента полезного действия отстойника от продолжительности отстаивания сточной воды

Полученные данные наносят на график (рис. 4.43) и строят кривую зависимости эффекта осветления сточных вод Э от продолжительности отстаивания t для отстойника.

30 60 90 120 150 t.ffUH

Рис. 4.42. Кривые зависимости эф­фекта осветления сточной воды от продолжительности отстаива­ния

1 — находящейся в состоянии покоя (в подели); 2 — движущейся (в натуре)

По требуемому эффекту очистки сточных вод и графику 9=f{t) для отстойника находится необходимая продолжительность отстаивания сточной воды в отстойнике tn.

Рис. 4.43. Кривые зависимости эф­фекта осветления сточной воды, на­ходящейся в со - Ш стоянии покоя (а), и коэффициента 60 полезного дейст­вия отстойника (б) от продолжитель­ности отстаивания 40

4

КлА

ОТСТОЙНИКИ

60 901, Пан

1—для бытовых сточ­ных вод; 2 — для сточных вод от газо­очистки конвертерных цехов, 3 — для шер­стомойных сточных вод

30

4

60

20

60

90 І, пин

По принятым значениям LjH и глубине отстойной зоны Я, при кото­рых определялись значения коэффициентов объемного использования и полезного действия отстойников, находим длину отстойной зоны и объем сооружения, за исключением объема, расположенного в пределах распределительного кожуха или между передней торцовой стенкой и по­лупогружной доской, где практически не происходит осаждения взве­шенных веществ:

Для радиальных отстойников

Wx = NHR2 (4.84)


17

259


Для горизонтальных отстойников

U?! = ВН (L — /0), (4,85)

Где R—радиус отстойника, равный L, м;

Н — глубина отстойной зоны, м; следует принимать 1,5—3 м; В — ширина горизонтального отстойника;

10— расстояние от распределительного лотка до полупогружной доски в горизонтальном отстойнике. Определяем расход сточных вод, м3/ч, который должен быть подан на один отстойник:

Qi = WtJtBt (4.86)

Где їн— продолжительность отстаивания сточных вод, принятая по рис. 4.43.

В заключение определяется необходимое число рабочих отстойников:

N = Qo6ui/Q1, (4.87)

Где Фобш—расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения, м3/ч.

Автономная канализационная система «ОАЗИС»

Канализационная система "ОАЗИС" считается как функция подачи воды и водоотведения. Представленная канализационная система является главным назначением чистки твердых и жидких изделий, какие бывают в жизнедеятельности любого человека. Это хозяйственно-бытовых и …

Герметизация труб: какой вид герметика лучше всего использовать

Герметизация труб необходима всем составляющим канализационных систем, в особенности там, где есть стыки. Необходимым атрибутом в данном вопросе станет герметик. Тем, кто в процессе ремонта находится на первоначальной стадии прокладки …

Насосы для водоснабжения

В процессе проектирования загородного жилого дома возникает вопрос о системе его водоснабжения. Необходимо выбрать источник подачи воды и состав инженерного оборудования. При отсутствии возможности подключения коттеджа к централизованным городским сетям, …


Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:



Эффект - осветление - сточная вода - Технический словарь Том VI Расход ниток для вышивки



Эффект осветления в отстойниках Эффект осветления - Справочник химика 21
Эффект осветления в отстойниках Осветление, отстаивание Студопедия
Эффект осветления в отстойниках Осветление в первичном отстойнике
Эффект осветления в отстойниках Отстойники - Очистка сточных вод
Эффект осветления в отстойниках 3. Радиальные отстойники
Эффект осветления в отстойниках ОТСТОЙНИКИ
Эффект осветления в отстойниках Должны ли родители помогать детям? Трудоголик Sersh
Эффект осветления в отстойниках Как нарисовать кактус карандашом поэтапно для начинающих и детей?
Эффект осветления в отстойниках Как сделать поилку для перепелов своими руками: чертеж, методика
Как убрать белое и желтое пятно от белизны Кладка углов из кирпича: видео-инструкция как выложить своими Кованые ворота своими руками - как сделать (фото, схемы) Лучшие цитаты из книги Эльчина Сафарли «Я хочу домой Написать письмо поздравление бабушке плиз на завтра - Школьные Знания. com Отзывы о Медицинский энтеросорбент "Полифепан" - Порошок для приема внутрь

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ