2.4 Камеры хлопьеобразования

После смешения реагента с водой начинается образование хлопьев. Для создания оптимальных условий образования хлопьев взвеси, устраивают камеры хлопьеобразования (камеры реакции). В них осуществляется равномерное и медленное перемешивание воды, способствующее образованию крупных, прочных хлопьев гидроксида алюминия или железа с сорбироваными из воды примесями. Скорость движения воды должна быть такой, чтобы не выпали в осадок образовавшиеся хлопья, а с другой – не разрушились эти хлопья, на выходе. Это достигается конструкций камер (гаситель, форма камеры, перегородки и т.д.).

Камеры устраивают примыкающими или встроенными в отстойник, для схем с осветлителями камеры хлопьеобразования не требуется.

В вертикальном отстойнике применяют камеру хлопьеобразования водоворотного типа, представляющую цилиндр, размещенный в центре отстойника. Время обработки воды 15-20 мин. (рисунок 2.5)

В горизонтальных отстойниках получили распространение встроенные камеры хлопьеобразования со взвешенным слоем осадка, время пребывания 20 -50 мин. (рисунок 2.6)

Гидравлические камеры хлопьеобразования типа перегородчатых, вихревых так же следует предусматривать в горизонтальных отстойниках.

Расчёт гидравлической камеры хлопьеобразования водоворотного типа

Площадь в плане водоворотной камеры, встроенный в отстойник:

, м² (2.36)

где t – время обработки воды в камере, t = 15 – 20 мин;

H – высота камеры, м. принимают Hk = 3,5 – 4 м;

N – число камер, равно числу отстойников ;

Q_час – часовой расход воды, м³/час.

Диаметр камеры:

, м (2.37)

Расход воды поступающий в камеру:

, м³/с (2.38)

Диаметр подводящего трубопровода принимается таким, чтобы скорость подвода воды в камеру составляла V= (0,8…1.0) м/с. Сопло для подачи воды в камеру размещается на расстоянии 0,2 d_k (м) от стенки камеры, и на глубине 0,5 м. от поверхности воды.

Рисунок 2.5 – Водоворотная камера хлопьеобразования: 1 – отстойник; 2 – камера хлопьеобразования; 3 – подача воды от смесителя; 4 – труба с соплами по касательой; 5 – отвод воды; 6 – сброс осадка; 7 – стабилизатор скорости.

Рисунок 2.6 – Встроенная камера хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка: 1 – подача оды; 2 – трубопровод опоражнения; 3 камера хлопьеобразования; 4 – поперечные перегородки; 5 – водослив; 6 – полупогружная перегородка; 7 – горизонтальный отстойник; 8 – водораспределительные трубы; 9 – сброс осадка из отстойника.

Необходимый диаметр сопла

(2.39).

где µ - коэффициент расхода для конически сходящегося насадка с углом конусности β = 25°, µ = 0,908;

V_с – скорость выхода воды из сопла , (м/с); рекомендуется V_c=(2-3) м/с;

g_с – секундный расход воды, поступающий в одну камеру (м³/с).

Расчёт камеры хлопьеобразования со взвешенным слоем осадка

Такую камеру строят в начале коридора горизонтального отстойника и используют для вод средней мутности и мутных. Камера представляет желе-зобетонный резервуар с вертикальными поперечными перегородками. (рисунок 2.6)

Вода после смесителя поступает в перфорированные распределительные трубы диаметром не менее 25 мм. Площадь отверстий 30 - 40 % площади сечения всех труб. Скорость восходящего потока воды следует принимать 0,65 – 1,6 мм/с при осветлении средней мутности и 0,8 – 2,2 мм/с при осветлении мутных вод. При данных скоростях поддерживается слой взвешенного осадка высотой не менее 2м, частицы которого являются центрами коагуляции. На выходе воды в отстойник устанавливается перегородка, погружена она на ¼ высоты отстойника, чтобы плавно отклонять поток воды книзу. Скорость движения воды на выходе воды в отстойник не менее 0,03 м/с.

Суммарная площадь камер хлопьеобразования в плане:

, м² (2.40)

где V – скорость восходящего потока воды, м/с.

Число камер принимается по числу отстойников.

Площадь одной камеры составит:

, м² (2.41)

где N_p – число рабочих камер, шт.

Длина камеры определяется по выражению:

L_k = F_k / B, м (2.42)

где B – ширина камеры, м. (принимается равной ширине отстойника).

Рабочую высоту камеры принимают равной глубине отстойника с учётом превышения уровня воды в камере хлопьеобразования.

H_k = H_отс + h, м (2.43)

где H_отс – средняя глубина отстойника, м ;

h – превышение уровня воды в камере (h=0,05м).

Время пребывания воды в камере :

t = , мин (2.44)

Расход воды приходящийся на каждую камеру составит:

Q_k = , л/с. (2.45)

Распределение воды по площади камеры предусматривается с помощью перфорированных труб с отверстиями. В камере расстояние между трубами 2 м, от стен камер 1 м.

Расход воды приходящийся на одну трубу:

g_тр = Q_k / n , л/с. (2.46)

Площадь отверстий d25 мм. в стенках перфорированных труб составляет 30 – 40%:

, м² (2.47)

Необходимое число отверстий в каждой трубе:

n₀ = , шт. (2.48)

где f₀ – площадь одного отверстия = 0,00049 м².

Отверстия располагают в два ряда с шагом (в шахматном порядке)

= 2 L^' /n₀ , м (2.49)

где L^' – рабочая длина распределительного трубопровода