2.2. Аппараты для осаждения примесей из сточных вод.

Для расчета размеров отстойника необходимо знать скорость осаждения взвешенных твердых частиц (гидравлическая крупность) w₀. Скорость осаждения зависит от: раз­мера частиц d, их формы и плотности с_т , плотности с_с.в и вязкости _с.в сточной воды, скорости движения воды и , от условий обтекания и сопротивления среды и др.

Для осаждения шарообраз­ных частиц скорость свободного осаждения вычисляют по формуле

где число Рейнольдса;

— число Архимеда

с_в — плотность чистой воды; _в — вязкость чистой воды).

Скорость стесненного осаждения шарообразных частиц можно рассчитать по формуле Стокса

где R - поправочным коэффициентом, который учи­тывает влияние концентрации взвешенных веществ

Для частиц нешарообразной формы необходимо учитывать коэффициент формы. Скорость осаждения полидисперсной системы непрерывно изменяется во времени. Эта скорость, как правило, определяется экспериментально.

2.2.1. Песколовки.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (песка) крупностью свыше 0,2…0,25 мм при расходе сточных вод более 100 м³/сут.

Песколовки рассчитываются на максимальный расход сточных вод и проверяются на минимальный приток. Тип и конструкцию песколовки необходимо выбирать с учетом количества сточных вод и концентрации твердых примесей. Число отделений песколовок должно быть не менее двух.

Горизонтальные песколовки — это удлиненные прямоугольные в плане соору­жения с прямолинейным движением воды (рис. 2.7).

Для расчетов принимают глубину песколовки Н = 0,25…1 м, соотношение ширины и глубины В / Н = 1:2.

Течение воды в песколовке ламинарное, поэтому скорость оса­ждения w_o можно рассчитать по закону Стокса. Длину песколовки находят по формуле

где k — коэффициент, учитывающий влияние турбулентности потока. Коэффициент k равен

Площадь зеркала воды F (м²), глубину песколовки H_p (м) и удельную нагрузку по воде q₀ [м³/(м^2.с)] при эффективности очистки Э определяют по формулам

Средняя скорость воды u = 0,3 м/с, диаметр частиц песка 0,2…0,25 мм, продолжительность пребывания воды в песколовке 30 с.

Для поддержания в песколовках постоянной скорости сточной воды на выходе из песколовки устанавливают водослив с широким порогом. Размеры водослива опреде­ляют по формулам

где Р - перепад уровней воды между дном песколовки и порогом водослива;

h_max , h_min — глубина воды при максимальном q_max и минимальном q_min расходах и скорости. Скорости воды в песколовке 0,3 м/с; k_q=q_max/q_min;

b_c – ширина водослива; m = 0,35…0,38 – коэффициент расхода водослива.

Объем приямков принимают, равным не более двух суточных объемов выпадаю­щего песка. Угол наклона стенок приямка 60°.

Песколовки с круговым движением воды (рис. 2.8). Они предназна-чаются для удаления песка из сточных вод, имею­щих нейтральную или слабощелочную реакцию. Сточная вода подводится к ним и отводится из них по лоткам. Эти песколовки применяют при расходах воды до 7000 м³/сут. Рассчитывают их по приведенным выше формулам для горизонтальных прямоугольных песколовок (2.2)—(2.4). Длину песколо­вок принимают по средней линии кругового лотка.

Тангенциальные песколовки (рис. 2.9) имеют диаметр не более 6 м и удельную нагрузку 110...130 м³/(м²·ч). Вода подводится по касательной. Проточная часть песколовки имеет небольшую глубину. При скорости движения воды в главном лотке 0,6…0,8 м/с в песколовке задерживается примерно 90% песка. Осажденный песок удаляют шнеком, гидроэлеватором или смывают водой, подаваемой через трубопровод, расположенный в песковом лотке. Площадь сечения песколовки определяют по формуле F=Q/q₀.

Глубину песколовки принимают равной половине диаметра.

Аэрируемые песколовки (рис. 2.10) применяются для выделения минераль-ных частиц 13…18 мм/с. Эти сооружения применяют в тех случаях, когда требуется наиболее полное раз­деление примесей по крупности. Воздух способствует вращению воды в песколовке и повышению эффекта осаждения.

Пропускная способность аэрируемой песколовки шириной 4,5 м на три отделения составляет 200…240 тыс. м³/сут сточных вод, на четыре отделения — 240…280 тыс. м³/сут. Подвод сточной воды к песколовкам и отвод ее осуществляются открытыми лотками. Для системы аэрация используется воздух. Осадок смывается в бункер песколовки гидромеханической системой, а из бункера удаляется с помощью гидроэлеватора.

Приямок для песка рекомендуется выполнять круглым в плане с тангенциальным присоединением к нему песковых лотков. Угол наклона стенок приямка принимают не менее 60°.