Сравнительные показатели работы отстойников

Сгуститель Радиальный С осадкоуплотнителем

Диаметр, м 25—30 10

Высота цилиндрической части, м 1,7—2,1 6-7

Высота конической части, м…… ………1,9 7-8

Удельная производительность, м³/(м²·ч),

при концентрации твердого, г/л:

200……………………………………… 1,3 8

300……………………………………… 0,9 6

400……………………………………… - 4,8

500……………………………………... - 4

600…………………………………….. - 3,5

700…………………………………….. - 3

800……………………………………… - 2,6

Расход полиакриламида, г/т:

негидролизованного …………………… 30-60 30-60

гидролизованного 12-25 12-25

Концентрация твердого в сливе, г/л <1 <1

Рис. 2.9. Сгуститель с осадкоуплотнителем

Рис. 2.10. Схема сгустителя с грунтовым днищем

В последнее время за рубежом начали применять радиальные сгустители с грунтовым днищем, которые значительно дешевле железобетонных. Опыт эксплуатации таких сгустителей показал их достаточную надежность в работе. Сгустители с земляным днищем успешно эксплуатируют в различных странах. Всего сооружено 18 таких сгустителей с диаметрами от 38,5 до 132,3 м.

При их сооружении (рис. 16) предварительно определяют физико-химические свойства грунтового материала, расходы реагента и вяжущих материалов для обеспечения водонепроницаемости грунта. Грунт должен содержать 10—20 % глины. После сооружения тоннеля под сгустителем, кольцевой железобетонной стенки 4 со сливным желобом 3 и установки привода сгустителя на дне -сгустителя слоями по 150 мм укладывают грунт 1. Его уплотняют, обрабатывают реагентами, а затем монтируют гребковый механизм 2. После этого вокруг сгустителя отсыпают и планируют насыпь 5 шириной 5 м с откосами 1 : 11,5. Высота насыпи должна быть на 700 мм ниже верхней кромки ограждающей стенки. После пропитки дна сгустителя в течение 78 ч и его уплотнения сгуститель готов в эксплуатации.

Технологические показатели работы сгустителей

Производительность сгустителя по сливу определим на примере сгустителя, принципиальная схема которого приведена на рис. 17.

Исходную суспензию подают в приемный стакан 3. Частицы твердого оседают на днище чана 1, гребковой рамой, размещенной на валу 2, подгребаются к разгрузочной воронке 5 и выводятся из сгустителя. Слив удаляется через кольцевой сливной желоб 4.

Условием эффективной работы сгустителей является

t₁ t₂, (2.10)

где t₁ – время, за которое жидкая фаза перемещается от приемного устройства до сливного желоба;

t₂ – время, за которое твердая фаза осаждается от загрузочной коробки до дна сгустителя.

При выводе формулы для определения производительности сгустителя по сливу вводим ограничение: вся твердая фаза уходит со сгущенным продуктом, т. е. получаем чистый слив.

Значение t₂ (с) определяют по формуле

t₂=H/ , (2.11)

где H — рабочая высота сгустителя, м;

v — скорость осаждения наиболее мелких частиц, содержащихся в питании сгустителя, м/с.

Рис.2.11. Принципиальная схема сгустителя

Выделим внутри жидкости, находящейся в сгустителе, цилиндрическую поверхность с радиусом r. Внутри сгустителя скорость растекания жидкости будет изменяться от максимального значения у приемного стакана до минимального у сливного желоба.

Скорость истечения жидкости через выделенную цилиндрическую поверхность обозначим v_r (м/с), тогда расход слива Q_c (м³/с) через эту поверхность

Q_c = 2πrHv_r.

При установившемся режиме работы сгустителя Q_c = const. Поэтому чем больше радиус r, тем меньше скорость растекания жидкости v_r, которую можно представить как dr/dt.

Отсюда

Q_c = 2πrH dr/dt,

или

dr/dt = Q_c/( 2πrH).

Разделив переменные и проинтегрировав это выражение, получим

rdr = Q_c/( 2πrH) dt (2.12)

Радиус r изменяется в пределах от 0 до D/2, где D — диаметр сгустителя, время t — от 0 до t₁. В момент загрузки пульпы r=0 и t=0, а в момент удаления слива r=D/2; t = t₁.

Из выражения (17) получим

t₁ = (πD²/4) H/Q_c.