4.4 Розрахунок піскоуловлювачів різних типів

Розрахунок піскоуловлювачів зводиться до визначення їх розмірів залежно від гідравлічної крупності піску і прийнятого типу споруд.

Залежно від прийнятої швидкості руху стічних вод площу живого перерізу піскоуловлювача (або його відділення) визначають за формулою:

, (4.1)

де q_ – максимальна витрата стічних вод, м³/с;

n – число піскоуловлювачів (відділень), приймають не меншим за два;

v_s – швидкість руху стічних вод, м/с.

Швидкість руху стічних вод для горизонтальних піскоуловлювачів приймають 0,3 м/с при максимальному притоці і 0,15 м/с при мінімальному, для аерованих піскоуловлювачів 0,08–0,12 м/с при максимальному притоці.

Довжину робочої частини піскоуловлювача визначають за формулою:

, (4.2)

де K_s – коефіцієнт, що приймають залежно від типу піскоуловлювача;

H_s – розрахункова глибина піскоуловлювача, яка приймається для горизонтальних піскоуловлювачів 0,25–2м, для аерованих – половина загальної глибини, що рекомендують приймати від 0,7 до 3,5 м;

u₀ – гідравлічна крупність піску, що приймається для горизонтальних піскоуловлювачів 18,7–24,2, для аерованих 13,2–18,7 мм/с.

Після визначення основних розмірів горизонтальних піскоуловлювачів перевіряється час протікання стічних вод при максимальному притоці, який повинен бути не меншим за 30 с.

Затримувана кількість піску в піскоуловлювачах вологістю 60 % і щільністю 1,5 т/м³ приймається 0,02 л/(добу×мешк.) у горизонтальних піскоуловлювачах, а в аерованих піскоуловлювачах 0,03 л на 1 мешк. на добу.

Об’єм камер для піску визначають залежно від конструктивних параметрів піскоуловлювача, але він не повинен перевищувати двохдобової кількості піску, що випадає в осад. Для сповзання піску, що випав у осад, кут нахилу стінок піскових камер до горизонту повинен бути не меншим за 60^о.

Добова кількість піску, що затримується в піскоуловлювачах:

(4.3)

де – кількість піску, що затримується у піскоуловлювачах;

– приведене число жителів за завислими речовинами.

4.5 Видалення і обробка піску

Як відомо, у горизонтальних піскоуловлювачах осад розташовується за всією площею дна споруд, а в аерованих зосереджується в піскових лотках. Переміщення затриманого піску до приямків у сучасних конструкціях піскоуловлювачів здійснюється за допомогою механічних скребків чи гідромеханічним способом (для видалення піску в аерованих піскоуловлювачах).

При гідромеханічній системі переміщення осаду у піскові приямки в пісковий лоток укладають змивний трубопровід зі сприсками, направленими під кутом вниз в бік вивантаження піску. Вивантаження піску здійснюють гідроелеватором з бункера, який влаштований на початку піскового лотка. Змивання піску відбувається тоді коли пісок, що випав у осад, висхідним потоком рідини зі сприсків переведений у псевдорідкий стан. Вода, яка виходить зі сприсків в товщу осаду, починає фільтруватися шляхом найменшого опору – вверх. При певній швидкості осад розширюється і стає доволі рухомим. Для цього необхідно подавати воду під тиском, що забезпечує псевдорідкий стан піску, який випав у осад, і достатню рівномірність розподілу його за довжиною лотка. Таким чином, осад не розпушується, а навпаки, підсмоктується згори і змивається в сторону бункера. Оптимальна витрата промивної води 0,03–0,09 м³/с.

Пісок видаляється із піскоуловлювачів з великим об’ємом води. Осад з піскоуловлювачів (піскопульпа) має вологість 98–99 %, тому його необхідно зневоднювати. Для цього влаштовуються бункери, піскові майданчики або накопичувачі піску.

Відкачування накопиченого в бункерах піскоуловлювачів осаду здійснюється пісковими насосами, гідроелеваторами, шнековими підйомниками й рідше ерліфтами. Видалення затриманого піску з піскоуловлювачів усіх типів допускається ручним способом при його об’ємі до 0,1 м³/доб. Якщо кількість вловленого піску понад 0,1 м³/добу, його видаляють механічним або гідромеханічним способом.

Об’єм піскового приямку W_S визначають залежно від конструктивних параметрів піскоуловлювача, але він не повинен перевищувати двохдобової кількості піску, що випадає в осад.

Найчастіше пісок, затриманий в піскоуловлювачах видаляється за допомогою гідроелеваторів, а потім у вигляді піщаної пульпи перекачується на піскові майданчики – земельні ділянки, розбиті на карти з валами, що обгороджують, висотою 1–2 м (рис. 4.8).

Піскові майданчики можна влаштовувати на станціях будь–якої потужності. Розміри майданчиків визначаються з умови напуску піску шаром 3 м³/м² за рік з періодичним вивезенням підсушеного піску. Кількість майданчиків – не менше двох.

Більш раціональний метод обробки осаду з піскоуловлювачів – відмивання, зневоднення й підсушування піску з наступним використанням його в будівництві. Для цього можна використати спеціальні піскові бункери, пристосовані для наступного навантаження піску в автотранспорт (рис. 4.9).

Рис. 4.8 – Пісковий майданчик:

1 – піскопровід від піскоуловлювачів; 2 – розвідний лоток;

3 – трубопровід відведення дренажної води

Корисна площа піскових майданчиків:

(4.4)

де h – навантаження на майданчики, яке необхідно приймати не більше за 3 м³/(м²×рік).

Піскові бункери. Для відмивки і зневоднення піску при витраті стічних вод Q_{сер.доб.} 75тис.м³/добу рекомендується передбачати влаштування бункерів з гідроциклонами, пристосованих для подальшого відвантаження піску в автомашини. Їх розташовують всередині будівлі або на відкритих майданчиках поблизу піскоуловлювачів, що залежить від температури навколишнього повітря. Дренажна вода з піскових бункерів повертається в канал перед піскоуловлювачами.

Рис. 4.9 – Бункери для зневоднення і зберігання піску:

1 – подача піскопульпи; 2 – відведення води; 3 – гідроциклон; 4 – бункер;

5 – засувка для вивантаження піску

Піщана пульпа в об’ємі

, м³/добу (4.5)

надходить у бункери.

Об’єм бункерів розраховуємо на 1,5–5 – добове зберігання піску:

, м³. (4.6)

Дренажну воду з піскових бункерів належить повертати в канал перед піскоуловлювачами.