1.1.1. Многоканальные усреднители

Многоканальные усреднители применяются для выравнивания залповых сбросов сточных вод с содержанием взвешенных веществ гидравлической крупностью до 5 мм/с при концентрации до 500 мг/л [5].

Усреднение в таких устройствах происходит путем распределения потока воды, который делится на несколько струй, протекающих по коридорам усреднителя. Коридоры имеют разную длину (или ширину), поэтому в сборном лотке смешиваются струи воды с различной концентрацией загрязнителей, поступивших в усреднитель в разное время. На рис. 2 представлены два вида многоканальных усреднителей – прямоугольный и круглый.

Рис. 2. Многоканальные усреднители с различной длиной каналов:

а – прямоугольный; б – круглый: 1 – канал подачи воды; 2 – распределительный лоток; 3 – сборный лоток; 4 – глухая перегородка; 5 – канал отвода воды

Несколько другой принцип усреднителя – использования различной ширины каналов – положен в основу конструкции усреднителя, представленной на рис. 3. Распределение сточных вод по каналам осуществляется через донные выпуски расчетного диаметра. Для дорегулирования расходов воды по каналам в стенке распределительного лотка устраивают прямоугольные водосливы с шиберами.

Рис. 3. Многоканальный усреднитель с распределением воды по каналам разной ширины: 1 – приемная камера; 2 – распределительный лоток; 3 – донные выпуски и боковой водослив с шибером; 4 – каналы; 5 – камера усредненных стоков; 6 – аккумулирующая емкость.

1.1.2. Усреднитель–смеситель барботажного типа

Усреднитель этого типа следует применять для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ до 500 мг/л гидравлической крупностью до 10 мм/с при любом режиме их поступления [5].

Усреднение в этом случае достигается с помощью интенсивного перемешивания, обеспечиваемого барботированием сточных вод воздухом рис. 4.

Одним из важных условий эффективного усреднения является максимально равномерное распределение сточных вод по площади усреднителя барботажного типа. Для этого используются системы подающих лотков с придонными водосливными окнами или треугольными водосливами.

Рис. 4. Усреднитель с барботированием воды: 1 – подающий лоток; 2 – впускные отверстия; 3 – барботер; 4 – выпускное устройство; 5 – выпускная камера

Наиболее целесообразна самотечная подача стоков, в противном случае (при напорной подаче) перед усреднителем необходимо устанавливать колодец гашения напора.

В качестве барботеров используются перфорированные трубы с отверстиями диаметром 3 мм, прокладываемые горизонтально на подставках высотой 6-10 см. Барботеры бывают пристенные, которые создают один циркуляционный поток, и промежуточные, создающие два циркуляционных потока.

1.1.3. Усреднитель–смеситель с механическим

перемешиванием

Такие усреднители применяют для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ свыше 500 мг/л при любом режиме их поступления [5]. Усреднители оборудуются отстойной зоны.

Однако в настоящее время конструкция отечественных усреднителей такого типа не отработана.

2. РАСЧЕТ УСРЕДНИТЕЛЕЙ

По таблице 1 в зависимости от характера колебаний концентраций загрязняющих веществ, вида и количества взвешенных веществ выбирается конструктивный тип усреднителя.

Таблица 1. Область применения усреднителей различных типов

3. Формулы для расчета усреднителей разных конструкций

3.1.Усреднитель-смеситель барботажного типа

1. Принимается глубина усреднителя Н (в пределах 3-6 м) конструктивно, количество секций n (не менее двух) и определяется площадь каждой секции усреднителя F:

, м2

(15)

где W – объем усреднителя, м³.

2. Назначается ширина секции В и определяется длина усреднителя L, м.

, м

(16)

3. Определяется скорость продольного движения воды V:

, м/с

(17)

где q_max – максимальный расход сточных вод, м³/ч.

Значение скорости V должно быть не более 0,0025 м/с, в противном случае увеличивается глубина или количество секций усреднителя и расчет повторяется.

4. Проектируются трубы-барботеры, которые укладываются вдоль резервуара на подставках высотой 6–10 см. Глубина погружения барботеров Н_b обычно составляет 3–5 м.

5. В качестве барботеров (таб.2) принимаются полиэтиленовые перфорированные трубы, исходя из следующих условий:

– для усреднения концентраций интенсивность барботирования пристенных барботеров q_air должна составлять 6 м³/(ч.м), интенсивность барботирования q^′_air промежуточных барботеров – 12 м³/ (ч.м);

– для предотвращения выпадения в осадок взвесей интенсивность барботирования пристенных барботеров должна составлять до 12 м³/(ч.м) промежуточных барботеров до 24 м³/(ч.м).

Таблица 4. Характеристики барботеров из полиэтиленовых труб

Наружный диаметр трубы, мм	Диаметр, мм		Число рядов перфорационных отверстий	Интенсивность подачи воздуха, м3/ч	Перепад давления на перфорационном отверстии, кПа	Шаг радиальных отверстий, мм	Неравномерность подачи воздуха, %	Длина барботера, обслуживаемого одним стояком, м
	внутренний	Перфорационных отверстий
50	42,5	3	1	6	1	160	20	39,5
				12	4	160	20	42,5
				12	1	80	20	28,5
			2	12	1	160	20	29
				24	4	160	20	32
				24	1	80	20	22
63	59	3	1	6	1	160	12	50
				12	4	160	10	50
				12	1	80	20	44
			2	12	1	160	20	43,5
				24	4	160	20	47
				24	1	80	20	33,5
75	71	3	1	6	1	160	5	50
				12	4	160	4	50
				12	1	80	13	50
			2	12	1	160	13	50
				24	4	160	10	50
				24	1	80	20	43,5

Примечание: Расчетная глубина погружения барботера принята равной 4,3 м. Приведенные в таблице данные могут использоваться в диапазоне погружения 3–5 м.

Рис. 5. Схема расположения барботеров в усреднителе: 1 – барботер; 2 – воздуховод

6. Пронимается расстояние между барботерами (рис. 5), равное для пристенных барботеров

, м

(18)

для промежуточных

, м

(19)

Количество стояков для подвода воздуха к барботерам и расстояние между ними принимают в зависимости от требуемой интенсивности барботирования (табл. 4).

7. Определяется общий расход воздуха для барботирования Q_air

, м3/ч,

(20)

где n′_air – количество промежуточных барботеров.

8. При необходимости определяются потери напора в воздушной системе и подбирается марка и количество вентиляторов [4].