23. Камеры хлопьеобразования станций водоподготовки: классификация, устройство и основы расчета. Конструкции и область применения в водоподготовке барабанных фильтров и микрофильтров.

Камеры хлопьеобразования.

КХ предназначены для создания благоприятных условий для завершения второй стадии коагуляции – хлопьеобразования(слипание хлопьев), чему способствует плавное перемешивание потока. На размеры образующихся хлопьев влияет интенсивность и продолжительность перемешивания воды, ее солевой состав, природа примесей (коллоидные, диспергированные), а также силы адгезии, удерживающие частицы примесей, связанных между собой. Укрупнение хлопьев происходит в течение некоторого времени по СНиП 6…30 минут и более. Интенсивность не должна быть большой, чтобы не разрушить хлопья. Необходимую интенсивность перемешивания воды достигают путем изменения скорости ее перемешивания или частоты вращения мешалки во флокуляторах. Скорость хлопьеобразования понижается при низких температурах обрабатываемой воды, а размер и структура хлопьев неудовлетворительны. Этого удается избежать путем увеличения времени перемешивания и его интенсивности. Для обработки маломутных вод можно вводить осадок из отстойников, который становиться центром агрегации. Поэтому роль камер хлопьеобразования очевидна.

В современной практике камеры хлопьеобразования устраивают в отстойниках или располагают вплотную к ним с тем, чтобы избежать разрушению хлопьев при передаче воды из камеры в отстойник. По СНиП скорость движения вод из камеры в отстойник не должна превышать 0,1 м/с для мутных вод и 0,05 для цветных.

Классификация.

По принципу действия:

1. Г идравлические

   1. Перегородчатые с ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

      1. Горизонтальным

      2. Вертикальным движением воды

   2. З ашламленные

   3. Вихревые

   4. Водоворотные ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

   5. Контактные(с зернистой загрузкой)

   6. С рециркуляцией осадка

   7. Со взвешенным осадком

2. Механические (флокуляторы)

3. Аэрофлокуляторы

При числе камер до 6 одну камеру принимают резервной.

Гидравлические камеры хлопьеобразования.

При выборе следует руководствоваться производительностью очистного комплекса, качеством исходной воды и конструкцией отстойника. Ежегодно д/обсматриваться и прочищаться.

П ерегородчатая камера.

С горизонтальными отстойниками. Ж/б резервуар прямоугольной формы с перегородками, образующие 9-11 коридоров шириной не менее 0,7 метра, через которые последовательно проходит вода со скоростью 0,2-0,3 м/с в начале и 0,05 -0,1 в конце за счет увеличения ширины коридоров. Перемешивание достигается за счет многократного изменения направления движения жидкости в горизонтальной или вертикальной плоскости. Время пребывания воды в камере хлопьеобразования следует принимать равным 20—30 мин (нижний предел — для мутных вод, верхний — для цветных с низкой температурой зимой). Расчет заключается в нахождении объема, размеров в плане, числа и ширины коридоров и общей потери напора в сооружении.

Вихревая камера. Они аналогичны по конструкции вихревым смесителям. Ж/б конический или пирамидальный резервуар с углом конусности 50..70 градусов, обычно встраивают в горизонтальный отстойник или располагают вплотную к нему. Перемешивание воды происходит при движении снизу вверх вследствие значительного уменьшения скорости 0,7…1,2 м/с до 0,004…0,005 м/с в результате резкого увеличения площади живого сечения. Время пребывания от 6мин. для мутных вод до 12 для цветных вод. Иногда встраивают тонкослойные модули, что позволяет интенсифицировать процесс.

Должен быть прямой участок между 3 и 2 за пределами конуса. (на чертеже)

Камера зашламленного типа. Применяется для вод с мутностью до 1500 мг/л. Устраивают в начале коридора отстойника или вплотную к нему в виде пирамидального резервуара с углом 45 градусов. На дне кладут перфорированные распределительные трубы. При скорости 0,65…1.6 для мутных и 0,8 …2,2 для мутных вод образуется и поддерживается слой осадка не менее 3 метров, частицы которого и являются центрами коагуляции. Время пребывания воды в камере не менее 20 минут.

о тверстия вниз под углом 45 град.

К амеры хлопьеобразования с зернистой загрузкой. Зернистая загрузка – кварцевый песок. Контакт микроагрегатов происходит при протекании воды ч/з зерна загрузки.

Водоворотного типа. Она встраивается в вертикальные отстойники(в центральную трубу). Прямо под уровнем воды ставят трубопровод с 2я соплами. Эта хрень вращается и закручивает воду. Вода в камере пребывает 15-20 мин, за это время формируются крупные хлопья. На выходе ставят решетку, чтоб не мешало осаждению в отстойнике. Высота решетки 0,8м, ячейки 0,5х0,5м. решетка убирает вращение воды. Высота камеры: 3,5-4м.

Механические(Флокуляторы).

В механических камерах хлопьеобразования (флокуляторах), рекомендуемых СНиП при обработке мутных вод и применяе­мых на крупных водоочистных комплексах (рис. 6.4), плавное перемешивание воды для завершения процесса коагулирования ее примесей осуществляется механическими пропеллерными или лопастными мешалками. Мешалка может иметь одну или не­сколько лопастей. Флокуляторы обычно встраивают в горизон­тальные отстойники и рассчитывают на время пребывания воды в них 30 ... 40 и до 60 мин при реагентом умягчении. Число ме­шалок принимают 3 ... 5. Скорость движения воды во флокуляторе уменьшается по ходу потока от 0,5 до 0,1 м/с за счет со­кращения числа оборотов мешалок или уменьшающейся по ходу воды площади их лопастей. Скорость вращения мешалок при­нимают 0,3 ... 0,55 м/с в зависимости от качества исходной воды.

Флокуляторы устраивают с мешалками на вертикальной или горизонтальной оси. В первом случае их обычно оборудуют моторами с переменной скоростью вращения, во втором — один двигатель обслуживает несколько мешалок. Мешалки распола­гают в начале коридора отстойники в два ряда и более и разделяют перегородками для циркуляции воды. Флокуляторы вы­полняют различной формы в плане: квадратными, круглыми и прямоугольными. Оптимально применение пропеллерных меша­лок, создающих аксиальные потоки, что ослабляет процесс раз­рушения образовавшихся хлопьев.

Число цилиндриче­ских секций камеры следует принимать не менее трех с зигзаго­образной траекторией движения воды, структура градиента ско­рости должна быть убывающей по ходу воды от 100 до 25 ... 50 с^-1 в последней секции, мешалки целесообразно размещать на вертикальной оси. Преимуществами флокуляторов по сравнению с камерами гидравлического типа являются небольшие потери напора, кон­структивная простота, оптимизация процесса хлопьеобразования адекватно качеству обрабатываемой воды.

К числу недостатков флокуляторов следует отнести дополни­тельный расход электроэнергии, наличие в воде деталей, к ма­териалам на изготовление которых предъявляются высокие тре­бования, что удорожает сооружение в целом.

Методика расчета флокуляторов аналогичная принятой для перегородчатых камер хлопьеобразования.

Аэрофлокуляторы

Хорошее хлопьеобразование достигается барботированием обрабатываемой воды сжатым воздухом. При этом одновремен­но с хлопьеобразованием происходит насыщение воды кислоро­дом воздуха и удаление оксида углерода.

Равномерное распределение воздуха в массе обрабатываемой воды достигается либо системой из пористых или перфориро­ванных труб (рис. 6 5), либо ложным дном из пористых плит. Глубина слоя воды принимается в пределах 2,5—4,5 м, интен­сивность подачи воздуха варьируется в пределах 0,05— 0,06 л/(с*м2), давление воздуха в подающем трубопроводе должна быть порядка 5 МПа.

Воздухораспределительные трубы, располагаемые поперек камеры с шагом 0,2—0,3 м, на расстоянии 1,0 м от дна, имеют по нижней образующей отверстия диаметром 2 мм при шаге 0,125—0,15 м.

Преимущества аэрофлокуляторов заключаются в гибкости регулирования процесса хлопьеобразования адекватно качеству обрабатываемой воды, низкой стоймости и простоте устройства. К числу недостатков следует от­нести дополнительный расход электроэнергии на компрессию воздуха.

Расчет КХО:

Вихревые КХО:

Определяется расход воды на одну вихревую камеру хлопьеобразования:

где N_см – количество вихревых камер хлопьеобразования

Площадь верхней зоны:

;

где v_в = 0,004-0,005 м/с.

Размер стороны B_в

Размер стороны входной нижней части корпуса:

где d₁ - внутренний диаметр подающего трубопровода

δ – толщина стенки подводящего трубопровода

Площадь входящей части:

Высота диффузора вихревой камеры хлопьеобразования:

;

где α = 50-70⁰.

Объем диффузора:

Рабочий объем вихревой камеры хлопьеобразования:

;

где τ = 6 минут – время пребывания воды в вихревой камере хлопьеобразования.

Объем верхней части вихревой камеры хлопьеобразования:

Высота верхней части:

Необходимо, чтобы h_в было менее 1,5метров

Полная высота вихревой камеры хлопьеобразования:

Далее расчет лотков, труб, отверстий для отвода воды из КХО.

Конструкция и область применения сетчатых барабанных фильтров (БС и МФ).

При движении воды через сетки, ткани, пористые материалы достигается извлечение из нее взвешенных веществ. Процесс осуществляется либо на поверхности(сетки, микрофильтры и тд.), либо в глубине фильтрую­щего материала(скорые фильтры: фильтрование в объеме песчаной загрузки и тд.).

В зависимости от свойств применяемых фильтрующих основ и извлекаемых из воды примесей процесс фильтрования состоит из следующих трех явлений: отложения, фиксации и отрыва. При механическом процеживании из воды извлекаются все частицы, превышающие размеры пор фильтрующей основы или пор, формируемых задержанными частицами, которые сами об­разуют фильтрующий слой.

Выбор поверхностного или объемного фильтрования обуслов­лен требуемым качеством фильтрата, свойствами воды и ее за­грязнений, а также экономическими соображениями.

Фильтрование через сетчатые перегородки осуществляют на открытых или напорных аппаратах (фильтрах). При этом раз­личают три вида фильтрования: макрофильтрование, при кото­ром извлекают из воды частицы крупностью более 150 мкм, микрофильтрование — извлекают частицы размером 1 ... 150 мкм, и ультрафильтрование — извлекают частицы размером 0,004 ... 0,4 мкм.

Путем макрофильтрования (макропроцеживание) через ме­таллические перфорированные пластины или металлическую проволочную сетку с размером отверстий более 0,3 мм (барабан­ные сетки) извлекают глубодисперсные примеси, плавающие примеси, насекомых, травы, водоросли, ветки и т. п., имеющие размеры от 0,2 до нескольких миллиметров. Вращающие­ся макросита, применяемые в процессе подготовки питьевой воды и воды для орошения, представляют собой или горизон­тально располагаемые барабаны, или вращающиеся сита из не­прерывной сетки. Их подача варьируется от нескольких литров до кубических метров в секунду.

Барабанные сетки (БС), размещаемые на водозаборе или площадке очистных сооружений, до подачи в воду реагентов используют для грубого процеживания воды (рис. 7.1). Размер ячеек сетки из нержавеющей стали или полимеров 0,5X0,5 мм. Рабочая сетка размещается между поддерживающими сетками с размером отверстий 10X10 мм. Интенсивность фильтрования на БС прини­мают 25 ... 62 л/с на 1 м2 смоченной площади макросетки, так как барабан только на 2/3 диаметра погружен в воду(Чтоб масса воды внутри сетки не вырвала сборные элементы). Расход воды на промывку барабанных сеток, подаваемой под давлением 0,2 МПа, составля­ет до 0,5% суточно­го расхода. Потери напора на макросет­ке составляют до 0,1 м.

Схема работы ап­парата: Из бокового канала исходная вода че­рез перфорирован­ную часть соосно расположенного по­лого вала вводится внутрь вращающего­ся барабана, фильт­руется через сетку и проникает в каме­ру, а далее через окна отводится в ка­нал фильтрата. При засорении сетки и достижении макси­мального перепада уровней воды авто­матически включает­ся промывное уст­ройство, которое про­мывает полосу сет­ки на верхней обра­зующей барабана. Промывная вода со­бирается воронками и по глухой части полого вала отводит­ся за пределы ап­парата.

Предпочтительно филь­тровать обрабатываемую воду изнутри наружу, что облегчает промывку сетки и удаление задержанных примесей. Потери на­пора 0,2 ... 0,5 м вод. ст. Также для промывки используют таймер, чтоб сетка выводилась на промывку ч/з определенное время, т.к. сетка обычно на одной воде загрязняется обычно равномерно ч/з одно и то же время. При воде небольшой мутности сетки промывают 2-3 раза в сутки, при повышенной мутности сетку м. промывать каждый час.

Микрофильтрование

Основная цель микрофильтрования — удаление планктона, содержащегося в поверхностных водах. При этом, конечно, удаляются взвешенные частицы большого размера и частицы растительного, животного происхождения, содержащиеся в воде. В зависимости от изменения расходов воды и способности ча­стиц, содержащихся в ней, забивать фильтровальные сетки используют различные устройства для регулирования скорости вращения барабана и один или несколько рядов промывных форсунок.

Эффективность работы установки огра­ничена несколькими факторами: промытая фильтровальная сет­ка не обеспечивает надлежащего задержания в начале фильтроцикла и степень очистки при этом определяется только разме­рами ячеек; планктон никогда не удаляется полностью. Он мо­жет опять размножаться, особенно, если повысится температура воды; яйца некоторых низших ракообразных могут легко прохо­дить через фильтровальную сетку и развиваться, в результате чего в последующих резервуарах могут быть обнаружены види­мые невооруженным глазом организмы; из-за опасности кор­розии фильтровальной сетки или ее подложки нельзя применять предварительное хлорирование воды перед микрофильтрами; по­верхность микрофильтров должна быть достаточно велика, что­бы обеспечить удаление большого количества планктона, разви­вающегося в определенные периоды года. Металлические или пластмассовые фильтровальные сетки в большинстве случаев имеют размеры ячеек от 20 до 40 мкм и в исключительных случаях 10 мкм. Чем меньше размер ячеек, тем больше должна быть площадь поверхности микрофильтра. Эффективность снижения содержания взвешенных веществ в результате микрофильтрования составляет 50 ... 80%, в среднем около 65%.

Микрофильтры (МФ) конструктивно ничем не отличаются от барабанных сит (см. рис. 7.1), за исключением размеров сетки, натянутой по образующей барабана(0,04-0,15мм). Скорость вращения барабана МФ принимается 0,1 ... 0,5 м/с. Барабаны МФ погружают в воду на 2/3 диаметра в камеру, которая предназначена для сбора фильтрата. Интенсивность фильтрования назначается в пределах 10 ... 25 л/(с*м2) полезной площади микросетки, погруженной в воду.

Мик­рофильтры задерживают до 75% диатомовых и до 95% сине-зеленых водорослей и до 100% задерживается зоопланктон. Микрофильтры целесообразно использовать при содержании фитопланктона более 1000 клеток в 1 см3 исходной воды.

Потери напора на микросетке составляют до 0,2 м. вод. ст., а общие потери напора на установке достигают 0,5 м. вод. ст. Расход воды на промывку микрофильтров составляет до 1,5% количества профильтрованной воды. Вода для промывки сетки подается под напором 0,15 ... 0,2 МПа.

МФ часто промывают постоянно.

Сеток ставят от 3 до 6-8.

Микрофильтрование под давлением обычно осуществляется на фильтрах трех видов: дисковых, каркасно-навитых и патрон­ных.

Микрофильтр представляет собой барабан в виде металлического каркаса, покрытого по цилиндрической поверхности фильтрующими элементами из поддерживающих и рабочих сеток (из нержавеющей стали).

Схема устройства микрофильтра приведена на рис. V.49.

Вращающийся барабан 1 помещен в камеру 2 так, что его верх примерно на 1/3 диаметра выходит над поверхностью воды. Из подающего канала 3 осветляемая вода поступает по дырчатой трубе 4 (служащей осью вращения) внутрь барабана и профильтровывается через вращающуюся сетку. Осветленная вода удаляется из камеры по каналу 5. Одновременно осуществляется промывка сетки (в ее верхней части) струями воды из

напорного промывного устройства 6. Внутри барабана под верхней (промываемой) частью сетки установлен лоток 7 для сбора отработанной промывной воды, которая отводится по трубе 8, служащей второй опорой вращающегося барабана.

В СССР в настоящее время промышленностью изготовляются микрофильтры диаметром барабана от 1,5 до 3 м, длиной от 1 до 4,5 м и производительностью от 4 до 45 тыс. м3/сутки. ( на БС от 10 до 105 м3/сут)

Интенсивность фильтрования принимается от 10 до 25 л/(с-м2). Расход промывной воды составляет 1—3% количества фильтруемой воды.

Барабан приводится в движение электродвигателем. На станциях осветления воды городских водопроводов микрофильтры устанавливаются перед смесителями. Вода насосами первого подъема подается в приемную камеру и оттуда на микрофильтры.

Там где отвод воды д/б окошки, переливы.

Достоинства микроф-я: 1) повыш время фильтрации на 20-40 %, снижается содержание коагулянта до 2,5 раз; 2) пониж потери на фильтрах, пониж потери промывной воды; 3) удаляется планктон; 4) пониж-ся кол-во взвеш в-в на 30-40 %; 5)зоопланктон удерж-ся на 100 %

Фильтров-е м/б ч/з сетки или фильтрующ загрузку, процесс состоит из отложения, фиксации, отмыва

М/б напорные, открытые

24. Удаление примесей воды осаждением: закономерности процесса, кривые осаждаемости. Вертикальные и тонкослойные водопроводные отстойники: конструкции и расчет. Применение тонкослойных модулей для повышения эффективности работы.

Теоретические основы осаждения взвеси

Осаждение взвешенных частиц происходит под действием силы тяжести. Современные конструкции отстойников, приме­няемые для осветления воды, являются проточными, так как осаждение взвеси в них происходит при непрерывном движении воды от входа к выходу. Поэтому скорости движения воды в отстойниках должны быть малы; они измеряются деся­тыми долями мм/с в вертикальных отстойниках и несколькими мм/с — в горизонтальных, тонкослойных и радиальных. При та­ких малых скоростях поток почти полностью теряет свою так называемую транспортирующую способность, обусловленную ин­тенсивным турбулентным перемешиванием.

Эти законы хорошо изучены применительно к явлению осаждения зернистой агрегативно устойчивой взвеси, частицы которой в процессе осаждения не слипаются друг с другом, не изменяют своих форм и разме­ров(первичное грубое осветление мутных вод). Осаждение неустойчивой взвеси, способной агломерировать­ся, слипаться в процессе осаждения, изучено в меньшей степени(типа при коагуляции).

Седиментация зернистой взвеси подчиняется более простым закономерностям, чем неустойчивой взвеси, но эти же законо­мерности с определенными допущениями применяют для расчета осаждения и неустойчивой взвеси.

За­коном Стокса: Этот закон определяет величину силы сопротивления, которую испытывает частица при своем падении в жидкости; сила сопротивления из­меняется пропорционально скорости, т. е. по линейному закону. Закон Стокса, как показывает опыт, справедлив для частиц очень малого размера, осаждающихся с малой скоростью (лами­нарный режим), когда на сопротивление движению оказывают влияние только силы вязкости. С увеличением размера и скоро­сти осаждения частиц линейный закон нарушается. Это вызы­вается возникновением турбулентности при обтекании движу­щейся частицы жидкостью, когда помимо вязкости на движение частицы начинают оказывать влияние инерционные силы. где Fс — сила сопротивления; η — вязкость жидкости; u — скорость осаждения частицы; d — диаметр частицы.

Скорость осаждения при температуре воды 10°С называют гид­равлической крупностью частицы. Этот параметр используют для расчета отстойников, так как в этом случае важно знать скорость осаждения частиц, а не их размеры. Гидравлическую крупность частиц взвеси находят экспериментально, определяя от­носительное количество взвеси, выпавшей за определенный про­межуток времени на дно цилиндра, заполненного испытуемой водой на высоту h.

Природная взвесь водоемов, так же как и скоагулированная взвесь, состоит из частиц различного размера. Их гидравлическая крупность изменяется в широких пределах. Такая взвесь называется полидисперсной. Представление об осаждении полидисперсной взвеси дают кривые выпадения взвеси приведенные на рис. полученные опытным путем. Экспериментальная кривая выпадения взвеси позво­ляет найти процентное содержание различных ее фракций, т. е. фракций с различной гидравлической крупностью.

Рис. 8.4. Графики седиментации зернистой полидисперсной взвеси при различной высоте осаждения (а) и совмещенная кривая осаждения (б)

Пользуясь кривой выпадения, можно определить также среднюю гидравлическую крупность полидисперсной взвеси или среднюю скорость ее осаждения u_cp :

u_cp.=Эh/T. Величина u_ср может рассматриваться как гидравлическая крупность такой моно­дисперсной взвеси, для которой при той же высоте столба во­ды и равной продолжительности отстаивания получены одина­ковые значения величины Э. На практике опреде­ляют не среднюю скорость осаждения полидисперсной взвеси, а некоторую фиктивную скорость: u_ф=u_ср/Э

о бычно называемую процентной скоростью осаждения. Вели­чина и хотя и имеет размерность скорости, но не является физической скоростью осаждения частиц взвеси. Из изложен­ного видно, что указанный метод определения гидравлической крупности фракций взвеси и ее средней скорости осаждения можно использовать только для устойчивой зернистой взвеси и нельзя для коагулированной, неустойчивой взвеси, поскольку вследствие коагуляции частиц фракционный состав последней изменяется в процессе седиментации. Тем не менее кривые вы­падения взвеси используют для расчета отстойников, так как они позволяют определить необходимую продолжительность пребывания воды в них по заданному эффекту осаждения или эффекту осветления воды. Это применимо как к осаждению устойчивой взвеси, так и не устойчивой, коагулированной взвеси.

Технологическое моделирование процесса осаждения

Технологическое моделирование процесса осаждения за­ключается в определении в лабораторных условиях расчетных параметров отстойников: скорости осаждения взвеси и про­должительности пребывания воды в отстойнике, обеспечиваю­щей заданный эффект ее осветления. Методика моделирования основана на подобии кривых выпадения взвеси, получаемых при различных высотах столба исследуемой воды. Благодаря подобию кривых выпадения взве­си оказывается возможным моделировать этот процесс в ци­линдрах с небольшой высотой столба воды. При этом время, в течение которого достигается определенный эффект осаждения, значительно уменьшается по сравнению с временем осаж­дения в отстойниках. Это позволяет быстро определить необходимые параметры для расчета отстойников. Одина­ковый эффект осаждения монодисперсной взвеси с определен­ной гидравлической крупностью частиц достигается при равных отношениях T/h. Это справедливо и для полидисперсной зер­нистой взвеси. Т – время осаждения, h-высота столба жидкости.

На рис. 8.4, а представлено семейство кривых выпадения по­лидисперсной зернистой взвеси. Каждая кривая получена при различных значениях высоты столба воды: кривые отличаются друг от друга только формой. Одинаковый эффект осаждения достигается при различной продолжительности отстаивания, но все кривые подобны между собой. Если изменить масштаб оси абсцисс (масштаб времени) и отложить по этой оси вместо зна­чений времени значения T/h, то все кривые совместятся в одну (рис. 8.4,б). Это обстоятельство дает весьма простое правило пересчета времени, необходимого для получения заданного эф­фекта осаждения по результатам технологического моделиро­вания.

Получив в лаборатории кривую выпадения взвеси в процессе исследования исходной воды при высоте столба воды h, опре­деляем требуемый эффект осаждения Э. Он может быть рассчи­тан по концентрации взвеси в исходной воде С_о и концентрации взвеси в осветленной воде С, регламентируемой СНиПом и при­нимаемой равной 8 ... 15 мг/л: Э=(С₀-С)/С₀

По величине Э с помощью кривой выпадения взвеси определяем продолжительность осаждения Т₁, а затем расчетную продолжительность пребывания воды в отстойнике Т_р из соотношения Т_р/Т₁=h_р/h₁ (1) Так как из условия подобия T_p/h_p = T1/h1=const при Э — const здесь h_p и T_р — соответственно расчетная высота зоны осаж­дения и продолжительность пребывания воды в проектируемом отстойнике. Формула (1) показывает, что при осаждении ус­тойчивой взвеси продолжительность пребывания воды в отстой­нике во столько раз больше продолжительности осаждения в цилиндре, во сколько высота зоны осаждения больше высоты слоя воды в цилиндре. При осаждении неустойчивой коагулирующей взвеси для расчета отстойников следует пользоваться выражением Tp/T1=(hp/h1)^n где n=0,2 - 0,5 — эмпирическая величина, показывающая влияние агломерации частиц.

Вертикальный отстойник.

Отстойники предназначены для предварительной очистки воды от грубодисперсных примесей и скоагулированной взвеси.

В практике водоподготовки используются:

• горизонтальные,

• вертикальные,

• радиальные,

• тонкослойные отстойники.

Расчет отстойников необходимо производить для 2-х

периодов:

1) мутности min при min зимнем расходе;

2)мутности max при наибольшем расходе воды, соответствующем этому периоду.

ВО круглый в плане резервуар D=5,10 м, Н= до 7 м, оборудованный камерой хлопьеобразования водоворотного типа и конусным днищем для накопления и уплотнения осадка.

1 - камера хлопьеобразования вертикального типа;

2 - сегнерово колесо с насадками; 3 - гаситель;

4 - подача исходной воды (из смесителя);

5 - сборный желоб; 6 - труба для отвода осадка;

7 - отвод осветленной воды

Расчёт ВО

Площадь зоны осаждения вертикального отстойника

где q - расчетный расход воды, м3/ч;

Vp - расчетная скорость восходящего потока, Vp=0,08-0,6 мм/с; принимается при отсутствии данных технологических изысканий не более указанных величин скоростей выпадения взвеси Uо;

Nр - количество рабочих отстойников;

βоб - коэффициент, учитывающий объемное использование отстойника,

величина которого принимается 1,3-1,5 (нижний предел - при отношении диаметра к высоте отстойника равном 1, верхний - при отношении равном 1,5).

При количестве отстойников менее 6 следует предусматривать 1 резервный.

Площадь камеры хлопьеобразования

где t - время пребывания воды в камере 15-20 мин.;

Нк - высота камеры реакции, м; Нк=0,9*Но.

Hо - высота зоны осаждения вертикального отстойника (Но=45 м);

N - число камер хлопьеобразования; N = Np.

Общая площадь отстойника

Диаметр отстойника

Отношение D/H для вертикального отстойника должно быть в пределах 1,0-1,5.

Высота конической части отстойника

d - диаметр нижней части конического дна, м, принимаемый равным диаметру

трубы для удаления осадка из отстойника 150-200 мм;

α - угол наклона стен конической (осадочной) части вертикального отстойника, принимаемый равным 50-55°.

Объем конической части отстойника

Период работы отстойника между сбросами осадка

где б - средняя по всей высоте осадочной части юнцентрация твердой фазы осадка, г/мЗ,

в зависимости от мутности воды и продолжительности интервалов между сбросами

принимается по табл. 13.17; Qg - концентрация взвешенных веществ в воде, г/м^,

поступающих в отстойник, определяемая по формуле 13.152 для горизонтальных

отстойников; М^д - мутность воды, выходящей из отстойника, г/м^, принимаемая от 8 до 15 г/м^.

Тонкослойные отстойники

С реди методов интенсификации процесса осаждения примесей воды одним из наиболее перспективных является отстаивание в тон­ком слое. Сущность его заключается в ламинаризации потока воды (Ке = 60 ... 80), при которой исключается влияние взвеши­вающей составляющей. В России и за рубежом разработаны различные конструкции тонкослойных отстойников с использо­ванием пластмасс, стеклопластиков и других материалов, обеспечивающих легкое сползание и удаление осадка с поверх­ности.

Рис. 8,5. Схема радиального отстойника с рециркуляцией осадка (а) тонкослойными модулями (б). 1, 11 — подача и отвод воды; 2 — сопло; 3 — грязевой приямок; 4 — рециркулятор; 5 — скребки; 6 — вращающаяся ферма; 7 — служебный мо­стик; 8 — водосливные окна, 9 — зона осветления воды; 10 — кольцевой водосборный лоток; 12 — тонкослойные блоки; 13 — отвод осадка; 14 — крепления блоков

Применение тонкослойных модулей для повышения эффективности работы.