3.2 Оборудование для механической очистки воды

3.2.1. Усреднители

Для обеспечения нормальной работы очистных сооружений усредняют расход сточной воды или концентрации веществ находящихся в ней. Для усреднения расхода и количества загрязнений применяют контактный и проточный усреднитель. В большинстве случаев применяют проточные усреднители, которые представляют собой многокоридорные (многоходовые) резервуары или емкости, снабженные перемешивающими устройствами. Многокоридорные усреднители могут быть прямоугольными и круглыми. Усреднение в них достигается смешением струй различной концентрации (см. рис. 1).

а)                                                                  б)

Рис. 1. Прямоугольный усреднитель( а) и круглый усреднитель (б) концентрации сточных вод.

1-водоподающий канал; 2-распределительный лоток; 3-глухая перегородка; 4-сборные лотки; 5-продольные перегородки; 6-водоотводящий лоток.

Для погашения залпового сброса объём усреднителя определяется по формуле:

где t ₃ - продолжительность залпового сброса; t _у - время циклических колебаний;

Сср, Сдоп, Сmax - соответственно средняя, допустимая, максимальная концентрация загрязнений; Q - расход сточных вод (м³/час); K_n - коэффициент подавления залпового сброса.

При К_n ³ 5 объём усреднителя можно рассчитать по формуле:

.

Для погашения циклических колебаний состава загрязнений за время t _у:

.

Для полученного объёма определяют число секций, затем проводят поверочный расчёт скорости продольного движения воды в секции Uс сечении F (м²). Эта скорость должна быть < 2,5мм/с.

.

.

3.2.2 Решётки

Для улавливания из сточных вод крупных нерастворимых веществ применяют решётки, выполненные из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней. Промежутки между стержнями должны быть b = 16 - 19 мм. Решётки подразделяют на подвижные и неподвижные

Рис. 2. Решетка с ручной очисткой.

Для расчёта решёток в начале определяется общее число промежутков по формуле:

где qmax - максимально возможный расход; h₁ - глубина воды перед решёткой;

v_p - средняя скорость воды в прозорах (» 1м/с); К_з - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями и равный 1,05.

Общая ширина решётки Вр рассчитывается по формуле:

;

где S - толщина стержней.

Затем принимается число решёток N и ширина каждой из них по формуле:

.

Потери напора в решётках определяется по формуле:

,

где e - коэффициент местного сопротивления решётки; V - скорость движения воды в камере перед решёткой; p - коэффициент учитывающий увеличение потери напора в следствии засорения; e зависит от формы стержней и определяется по формуле:

b = 2,42 - для прямоугольных стержней,

b = 1,72 - для круглых стержней.

3.2.3. Песколовки.

Для улавливания из сточных вод песка и других нерастворимых загрязнений применяются песколовки, они подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением жидкости. Горизонтальные песколовки - это удлиненные прямоугольные в плане сооружения с прямолинейным движением воды.

Рис. 3. Горизонтальная песколовка

а) продольный разрез; б) поперечный разрез

Для ориентировочных расчетов принимают глубину песколовки 0,25 ¸ 1м. Отношение ширины к глубине 1:2. Осаждение песка из сточных вод с некоторыми допущениями можно отнести к свободному осаждению частиц в ламинарном режиме и поэтому скорость осаждения рассчитывается по формуле:

.

Длину песколовки находят по формуле:

где k - коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и других факторов:

Средняя скорость движения воды и чаще всего принимают 0,3м/с. Диаметр частиц песка 0,2 ¸ 0,25мм. Площадь зеркала воды - F. Расчётная глубина воды Нр (м); удельная нагрузка по воде q₀ (м³/(м²*с)) при эффективности очистки Э (задаётся):

; .

Разновидностью горизонтальных песколовок являются песколовки с круговым движением воды.

1 - канал для подачи воды 2 - канал для удаления загрязнений 3 - лоток для отвода воды

Рис. 4. Песколовка с круговым вращением воды.

Рассчитываются данные аппараты по тем же формулам, что и для горизонтальных песколовок. При этом, длину принимают по средней линии кругового лотка.

Аэрируемые песколовки.

Применяют в тех случаях, когда требуются наиболее полное разделение примесей по крупности. Воздух способствует вращению воды и тем самым, повышается эффективность осаждения. В горизонтальных аэрируемых песколовках вдоль одной из стен на расстоянии 45 ¸ 60мм от дна устанавливают аэраторы в виде перфорируемых труб с отверстиями 3-5мм.

Эти сооружения рассчитаны на скорость движения воды от 0,08 - 0,12м/с. Отношение В/Н = 1 - 1,5. Общую глубину задают в пределах 0,7 - 2,5м. Интенсивность аэрации принимают 3 - 5 м³/м²*час. При расчётах используют те же формулы, что и для горизонтальных песколовок.