4. Расчет отстойника

Рассчитать горизонтальный отстойник при следующих условиях: расчетный расход сточных вод q=0,5 м³/сек; отстойник предназначен для осветления воды перед ее очисткой в аэротенке; первоначальная концентрация сточных вод а=300 мг/л, концентрация загрязнений в очищенной сточной воде m=100 мг/л, температура воды t= 19 ⁰С.

1. Необходимый эффект осветления

где а- содержание взвешенных веществ в сточной воде, мг/л; m - содержание взвешенных веществ в очищенной сточной воде, мг/л.

2. Скорость осаждения частиц.

В случае осаждения в ламинарном режиме пользуются формулой Стокса:

где u₀ – скорость осаждения частицы; g – ускорение свободного падения; d_ч – диаметр частицы; ρ_ч и ρ_в – плотность частицы и воды; μ_в – вязкость воды.

Скорость осаждения более крупных частиц определяют по формулам для промежуточного или турбулентного режима. В последнем случае пользуются формулой Риттенгера:

где f – коэффициент, зависящий от формы и шероховатости частицы (1,2÷2,3).

Чаще всего по значению Э устанавливают наименьшее значение u₀, см/с (табл. 4 и 5), соответствующее требуемому проценту осветления, в зависимости от начальной концентрации.

Таблица 4

Гидравлическая крупность для горизонтальных и радиальных отстойников

а, мг/л	Количество выпавшего осадка Рв, %
	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
150 200 250 300	3,0	2,8 3,2	2,3 3,0	1,8 2,4 3,2	1,3 1,8 2,2 3,2	0,9 1,4 1,6 2,0	0,65 0,95 1,15 1,5	0,4 0,6 0,8 1,0	0,3 0,4 0,55 0,65	0,18 0,2 0,3 0,4	0,2 0,2

Таблица 5

Гидравлическая крупность для горизонтальных и радиальных отстойников

а, мг/л	Количество выпавшего осадка Рв, %
	10	20	30	40	50	60	70	80
150 200 250 300 350 400	3,2	2,4 3,0 3,0	1,3 1,9 2,25 3,2 3,2	0,6 0,9 1,1 1,5 2,0 3,0	0,25 0,35 0,5 0,65 0,9 1,25	0,2 0,22 0,25 0,3 0,45	0,2 0,25	0,12 0,18

3. Площадь отстойника

где Q - расход воды, м³/с; n - коэффициент, зависящий от свойств взвеси (для городских сточных вод n=0,25); k - коэффициент, зависящий от типа отстойника и конструкции водосбросных и водораспределительных устройств (горизонтальный отстойник - 0,5, радиальный отстойник - 0,45, вертикальный отстойник - 0,35); H_p=kH_к - расчетная глубина отстаивания, м; Н_к - глубина рабочего слоя воды, м (горизонтальные и радиальные отстойники - 1,5-4 м, вертикальные отстойники - 2,7-2,8 м); t_T - продолжительность отстаивания, соответствующая принятому Э (из кинетики осаждения при минимальной среднемесячной температуре сточных вод), с; t - продолжительность отстаивания, соответствующая принятому Э (табл.6).

, сек

Вертикальная составляющая скорости зависит от горизонтальной скорости движения воды: при v = 5-10 мм/с w =0,05; при v = 10-15 мм/с w =0,1 при v = 15-20 мм/с w =0,5.

Таблица 6

Эффект осветления, %	Продолжительность отстаивания сточных вод с различной концентрацией взвесей, сек
	200	300	500
30 40 50 60 70 80	501 610 840 110 3300	300 420 600 900 2400	240 360 420 630 1700 4900

5. Уточнение принятого значения v:

для горизонтальных отстойников

м/с,

, м

для радиальных отстойников - , м/с

где В - ширина отстойника, м; R - радиус отстойника, м (8÷25 м).

5. Длина отстойника

м

6. Диаметр вертикального отстойника определяют по зависимости от гидравлической крупности частиц и средней скорости входа сточной воды в отстойник u_вх = 1,2 см/с.

7. Необходимый объем зоны отстаивания

, м³

где k – коэффициент использования зоны отстаивания, равный 0,85; h - глубина погружения вращающего желоба, м (0,5÷1,5 м); R – радиус радиального отстойника.