Типы отстойников и область их применения (стр. 2 из 3)

Мутные воды, не обрабатываемые коагулянтом ...... (0,8 ...0,15)

Воды средней мутности, обрабатываемые коагулянтом . . . (0,45 ... 0,5)

Маломутные цветные воды, обрабатываемые коагулянтом . . (0,35 ... 0,45)

При коагулировании и применении флокулянтов скорость осаждения взвеси следует увеличить на 15 ... 20%. После нахождения длины отстойника следует проверить отношение L/hp,которое должно быть не менее 10.

П. И. Пискуновым, К. В. Гнединым и другими показано, что режим движения воды в горизонтальных отстойниках турбулентный, вследствие чего выпадение частиц взвеси в воде тормозится наличием вертикальных составляющих скоростей турбулентного потока. Вместе с тем действительная продолжительность пребывания воды в отстойнике всегда меньше теоретической из-за неизбежного неравномерного распределения скоростей потока по сечению отстойника, поэтому действительная скорость движения воды в отстойнике больше скороости vв формуле (8.24), вследствие чего эффект осветления воды ухудшается. Поэтому для обеспечения заданного эффекта осветления воды площадь отстойника, вычисляемая по формуле (8.25), должна быть несколько увеличена. Это достигается введением в указанную формулу коэффициента а, всегда большего единицы.

Площадь горизонтальных отстойников в плане, м2, находят из выражения

где α=1,3 — коэффициент объемного использования отстойников; q— расчетный расход воды для периодов максимального и минимального суточного водопотребления, м3/ч. Применение горизонтальных отстойников со встроенной камерой хлопьеобразования и отбором осветленной воды через тонкослойные блоки, размещаемые в зоне осаждения, сулит значительные технологические преимущества. Принципиальное отличие отстойников данной конструкции состоит в том, что осветление воды происходит не в свободном объеме отстойника, а в тонкослойных элементах (блоках) с ламинарным движением в них воды. Блоки устанавливают наклонно, что способствует постоянному сползанию осадка и удалению его из осветленной воды. Применение отстойников с тонкослойными блока: ми вместо обычных отстойников в результате сокращения времени отстаивания воды позволяет значительно увеличить нагрузку (в 2 ... 3 раза) или соответственно снизить объем сооружений. При установке в зоне осаждения тонкослойных блоков по всей длине отстойника его площадь при коагулировании примесей следует определять, исходя из удельных нагрузок, отнесенных к площади зеркала воды, занятой тонкослойными модулями: для мутных вод — 4,6 ... 5,5; для вод средней мутности — 3,6 ... 4,5, для маломутных и цветных вод — 3 ... 3,5 м3/(Ч*м2). Объем зоны накопления и уплотнения осадка У3.н. следует определять для отстойников с механизированным удалением осадка скребковыми механизмами в зависимости от размеров скребков, а при гидравлическом удалении или напорном смыве осадка при продолжительности работы отстойника между чистками не менее 12 ч из выражения

где Т — период работы отстойника между сбросами осадка, ч; Мо=8 ... 15 — мутность воды, выходящей из отстойника; г/м3; б — средняя по высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка, г/м3, зависящая от мутности исходной воды и продолжительности периода между сбросами, принимается по

СНиПу; N — количество рабочих отстойников; Са —концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник

где М — мутность исходной воды, г/м3; Кк — коэффициент, принимаемый для очищенного сульфата алюминия — 0,5, для нефелинового коагулянта— 1,2, для хлорного железа — 0,7; Дк — доза коагулянта по безводному продукту, г/м3; Ц — цветность исходной воды, град; Вя — количество нерастворимых примесей* вводимых с известью, г/м3, определяемое по формуле Ви = = Ди/Ки—Ди, где /Си — долевое содержание СаО в извести; Ди — доза извести по СаО, г/м3.

При работе горизонтальных отстойников режим движения воды в них турбулентный, т. е. наблюдается образование «взвешивающей составляющей» w,которая по П. И. Пискунову равна

где m1 — коэффициент шереховатости дна и стенок отстойника; n — коэффициент равный 0,2.

Вертикальная взвешивающая составляющая, препятствующая осаждению взвеси в отстойнике, возрастает с увеличением скорости горизонтального движения воды в нем. Для ее уменьшения необходимо предусматривать меры по увеличению коэффициента объемного использования отстойника и гидравлической крупности осаждаемых примесей.

Радиальные отстойники

Радиальный отстойник — круглый в плане железобетонный резервуар (см. рис. 8.5), в который осветляемая вода подводится снизу в центр и изливается через воронку, обращенную широким концом кверху. Вокруг воронки располагается цилиндр-успокоитель радиусом 1,5 ... 2,5 м/с с глухим дном и с дырчатой стенкой, суммарную площадь отверстий которой находят при скорости движения воды в них 1 м/с, при этом диаметр отверстий принимают 40 ... 50 мм. Наличие такого цилиндра способствует более равномерному распределению воды по рабочей высоте отстойника. Вода медленно движется от центра к периферии и сливается в периферийный желоб с затопленными отверстиями или треугольными водосливами.

Для равномерного отбора осветленной воды по периметру кольцевого периферийного желоба следует в стенках его на глубине 120 ... 150 мм от поверхности воды устраивать отверстия; диаметром 25 ... 30 мм или треугольные водосливы высотой 40…60 мм, располагаемые на расстоянии 100 ... 150 мм в осях. Общую площадь отверстий подсчитывают по скорости движения воды в них 0,7 м/с. Скорость движения воды в желобе принимает 0,5 .. . 0,6 м/с.

Для удаления осадка служит медленно вращающаяся металлическая ферма с укрепленными на ней скребками, сгребающими осадок к центру отстойника, откуда он непрерывно или периодически выпускается или откачивается. Одним концом ферма опирается на опору в центре отстойника, а другим на тележку, двигающуюся по стенке отстойника.

Расчет радиального отстойника производят в следующем порядке. Устанавливают необходимый процент задерживания взвеси отстойником. Затем подсчитывают скорость выпадения взвеси и, соответствующую задержанию заданного процента ее [по формуле (8.21)], после чего определяют площадь, im2, радиального отстойника

где а=0,2 — коэффициент; q— расход воды, поступающей на отстойник, м3/с; ц=0,5 ... 0,6—скорость выпадения взвеси, мм/с; Дв.з. — площадь вихревой зоны отстойника, радиус которой принимают на 1 м больше радиуса распределительного цилиндра, где вследствие вихреобразного движения воды осаждение взвеси почти не происходит, м2.

По вычислительному значению Ар.0. находят радиус отстойника. Глубину отстойника в центре можно определить по формуле

H = h + Ri,

где 1,2 .. . 1,3 —глубина отстойника у периферийного желоба, м; R— радиус отстойника; м; t=0,04 ... 0,05 — уклон дна отстойника. Обычно глубина отстойника в центре достигает 3—3,5 м. Отстойники диаметром до 18 м устраивают с центральным приводом, а при больших размерах с периферическим.

Вертикальные отстойники

Вертикальный отстойник представляет собой круглый или квадратный в плане резервуар с камерой хлопьеобразования водоворотного типа в центральной трубе и с конусным днищем. Для накопления и уплотнения осадка (см. рис. 6.2). Угол между наклонными стенками, образующими днище, следует принимать 70... 80°.

Сбор осветленной воды предусматривается периферийными и радиальными желобами с затопленными отверстиями или с треугольными водосливами. Сечение водосборных желобов определяют по скорости движения воды в них 0,5 .. . 0,6 м/с.

При площади отстойника до 12 м2 предусматривается только периферийный кольцевой желоб, при площади от 12 до 30 м2 добавляются еще четыре радиальных (в круглых отстойниках) или промежуточных (в квадратных отстойниках); при площади свыше 30 м2 предусматривается 6 ... 8 дополнительных желобов.

Расчет вертикальных отстойников производят на те же два случая, что и для горизонтальных отстойников. Площадь зоны осаждения отстойника Aво., м2, должна соответствовать наибольшему значению

где а — коэффициент объемного использования, принимаемый 1,3 ... 1,5 (нижний предел — при D/H=1, верхний — при D/H= = 1,5, Dи Я —диаметр и высота вертикальной части отстойника); υр —расчетная скорость восходящего потока, мм/с; принимается не более указанных выше.

При размещении в зоне осаждения тонкослойных блоков площадь зоны осаждения рассчитывается аналогично описанному ниже в п. 8.7. При условии более или менее равномерного распределения воды по площади зоны осаждения отстойника реально достижимыми скоростями восходящего потока воды являются скорости не менее 0,4 ... 6 мм/с, которые и следует вводить в расчет. Как показывает опыт эксплуатации вертикальных отстойников, при наличии таких скоростей восходящего потока основное количество коагулированной взвеси осаждается в отстойнике. Это объясняется тем, что в медленно восходящем потоке воды коагулированная взвесь, постепенно агломерируясь, достигает таких размеров, что скорость ее падения становится больше скорости восходящего потока.

В вертикальном отстойнике при наличии конусообразного днища и отражательного щита (см. рис. 6.2) выпуск накопившегося и уплотненного осадка может производиться во время работы отстойника.

При найденном диаметре отстойника и заданном угле конусности днища емкость осадочной части является фиксированной. Поэтому ее лишь проверяют по продолжительности работы отстойника, Гр, ч, между выпусками осадка, которая должна быть не менее 6 ч. Проверку производят по формуле