Практическая работа № 9 Расчет горизонтальных отстойников

Цель работы – изучить принципы расчета параметров очистных сооружений и закрепить теоретические знания.

Общие сведения

Горизонтальные отстойники имеют прямоугольную форму в плане и могут быть как одноэтажными, так и двухэтажными, но с общими устройствами для входа и выхода воды. Пово­роты потока в отстойниках не допускаются ни по вертикали, ни по горизонтали.

В горизонтальном отстойнике различаются две зоны (рисунок 2.8): зона осаждения взвеси и зона накопления и уплот­нения осадка. Средняя глубина зоны осаждения принимается в пределах 2,5 - 3,5 м; глубина зоны накопления и уплотнения осад­ка зависит от средней концентрации взвешенных веществ и продолжительности работы отстойника между двумя очеред­ными чистками.

Рисунок 2.8 - Горизонтальный отстойник: 1 - входной лоток, 2 - отстойная камера, 3 - выходной лоток, 4 - приямок;

При периодическом удалении осадка отстойник выключается из работы и полностью освобождается от осадка. Если пре­дусмотрены устройства для механизированного или гидравли­ческого удаления осадка, то его можно удалять непрерывно без выключения отстойника.

Исходные данные для примера:

• суточный расход сточных вод =40000 м³/сут;

• начальное содержание взвеси С₀=330 мг/л;

• конечное содержание взвеси С_К=9,5 мг/л;

• количество отстойников n =4.

Методика расчета:

Суммарная площадь горизонталь­ных отстойников в плане:

м²,

где q - расчетный расход воды в м³/ч; u₀ - скорость выпадения взвеси, задерживаемой отстойни­ком, в мм/сек; α - коэффициент, учитывающий взвешивающее влияние вертикальной составляющей скорости потока, таблица 2.5.

Таблица 2.5 – Значение коэффициентов К и α

	10	15	20	25
К	7,5	10	12	13,5
α	1,33	1,5	1,67	1,82

Ширина одного отстойника:

м,

где q - расчетный часовой расход, приходящийся на все от­стойники; n - расчетное число отстойников; Н - средняя глубина зоны осаждения, принимаем равной 2,6 м (по СНиП Н = 2,5÷3,5 м).

Значение v_ср принимается при обработке воды с применением коагулянта колеблется в пределах от 3 до 8 мм/сек, а без коагулянта - от 1 до 2 мм/сек.

При значительной ширине отстойников каждый из них дол­жен быть разделен направляющими перегородками на продоль­ные коридоры, ширина которых зависит от шага колонн (но не более 9 м). Т.о., внутри каждого отстойника ставятся две продольные вер­тикальные перегородки, образующие три параллельные кори­дора шириной по 3 м каждый.

Длина отстойника:

м

где F - суммарная площадь всех отстойников в плане в м²; В - ширина отстойника в м.

При этом должно быть соблюдено условие L/Н = 10÷25, согласно таблице 2.5. Отношение L/Н =38,6/2,6 =15, т. е. отвечает условию.

Для обеспечения равномерного распределения воды по живому сечению отстойника в начале и конце его ставятся попе­речные дырчатые перегородки на расстоянии 1,5 м от торцовых стенок. В нижней части перегородок (на 0,3 м выше зоны на­копления и уплотнения осадка) отверстий нет. Таким образом, рабочая площадь распределительной перегородки в каждом коридоре отстойника шириной b_К =3 м

м²

Расчетный расход воды для каждого из 12 коридоров

м³/сек.

Необходимая площадь отверстий в распределительных перегородках:

• в начале отстойника

м²,

|где = 0,3 м/сек - скорость движения воды в отверстиях пе­редней перегородки;

• в конце отстойника

м²,

где =0,5 м/сек - скорость воды в отверстиях конечной перегородки.

Принимаем в передней перегородке отверстия d₁ = 0,05 м площадью f₀ = 0,00196 м² каждое. Число отверстий в передней перегородке . В конечной перегородке от­верстия приняты диаметром d₂ = 0,04 м и площадью f₀=0,00126 м² каждое. Число отверстий .

Принимаем по 63 отверстия в каждой перегородке, разме­щая их по горизонтали в семь рядов и но вертикали в девять рядов. Расстояния между осями отверстий: по вертикали 2,3 / 7=0,33 м, по горизонтали 3/9 = 0,33 м.

Осадок удаляется из отстойника периодически. Продолжи­тельность действия отстойника между чистками Т=10 суткам (расчет производится на длительность паводкового периода).

Объем зоны накопления и уплотнения осадка:

м³,

где q - расчетный расход воды в м³/ч; С_ср - концентрация взвешенных веществ в воде, поступаю­щей в отстойник за период между чистками, в г/м³; С_К - количество взвеси воде, выходящей из отстойника (допускается 8 ÷12 мг/л); δ -средняя концентрация уплотненного осадка в г/м³.

Величина С_ср определяется по формуле:

мг/л,

где С₀ - количество взвешенных веществ в исходной воде в мг/л; Д_к - доза коагулянта (считая по безводному продукту) в мг/л; К - переводной коэффициент; для очищенного сернокисло­го алюминия K=0,65, для неочищенного К=1, для хлорного железа К=0,8; Ц - цветность воды в град; В - количество нерастворимых веществ, вводимых с из­вестью для подщелачивания воды, в мг/л, равное (1÷0,4) ∙Д_и (доза извести Д_и=40 мг/л; 0,4 - содер­жащие СаО в извести в долях по веcy).

Величина δ зависит от концентрации взвешенных веществ, поступающих в отстойник за период между чистками в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Сср, мг/л	δ, г/м3
До 100	30000
От 100 до 400	30000 – 50000
От 400 до 1000	50000 – 70000
От 1000 до 2500	70000 - 90000

После выхода из отстойника содержание взвеси в воде равно 9,5 мг/л.

Следовательно, процент задержания взвеси отстойником

%

Необходимый объем зоны накопления .и уплотнения осадка в отстойнике:

м³

Средняя высота зоны накопления (при площади отстойника F₀ =F/4= 347,6 м²)

м

Средняя глубина отстойника H=2,6+2,3=4,9 м.

Задание: Рассчитать горизонтальный отстойник для осветления заданного расхода сточной воды.

Исходные данные для расчета:

• суточный расход сточных вод =15000+1200∙N, м³/сут (N - номер по журналу);

• начальное содержание взвеси С₀= 150+30∙N, мг/л;

• количество отстойников n выбираем таким образом, чтобы ширина одного отстойника удовлетворяла условию В = (2÷5)∙Н

Сделать выводы.