4.2 Расчет вихревых смесителей

Приняты два квадратных в плане смесителя с пирамидальной нижней частью. Площадь верхней части смесителя равна:

Длина одной стороны:

При расходе воды на один смеситель:

принят подводящий трубопровод диаметром 600 мм (трубы стальные электросварные по ГОСТ-10704-76), скорость движения воды 1,2 м/с.

Поскольку наружный диаметр трубопровода 630 мм, размеры в плане нижней части смесителя в месте примыкания трубопровода будут 0,63х0,63м, а площадь нижней части усеченной пирамиды:

При величине угла между наклонными стенками смесителя высота нижней пирамидальной части смесителя составит:

Объем нижней, пирамидальной части будет:

Общий объем смесителя:

Объем верхней части смесителя:

Высота верхней вертикальной части смесителя, равна:

что близко к требованиям. Полная высота смесителя составит:

Строительная высота смесителя: 5,25м

Сбор воды производится в верхней части смесителя периферийным лотком через затопленные отверстия. Вода, протекающая по лоткам в направлении сборного кармана, разделяется на два параллельных потока; расход каждого потока будет:

Площадь живого сечения сборного лотка составит:

Принимаем ширину лотка в_л=0,4 м. Тогда расчётная высота слоя воды в лотке будет:

Площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного лотка равна:

Необходимое количество отверстий при их диаметре 0,1 м:

Отверстия расположены в один ряд на глубине 0,1 м от верхней кромки лотка до оси отверстия с шагом оси:

Лоток имеет уклон 0,02 в сторону сборного кармана. Вода отводится от смесителя по трубопроводу диаметром 700 мм (трубы стальные электросварные по ГОСТ 10704-76), скорость движения воды 0,9 м/с.

4.3 Расчет горизонтального отстойника

К проектированию приняты горизонтальные отстойники со встроенными камерами хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка, с рассредоточенным сбором воды и гидравлическим удалением осадка.

Количество взвешенных веществ, поступающих в отстойник, по периодам года составляет:

- зимой (мin мутность):

;

;

- весной (мах мутность):

;

-летом

где М – мутность воды;

К_к – коэффициент, учитывающий количество нерастворимых веществ, вносимых в обрабатываемую воду с коагулянтом и образующихся при его гидролизе;

Д_к – доза когулянта;

Ц – цветность воды;

В – количество нерастворимых веществ, вносимых в обрабатываемую воду с подщелачивающим реагентом

Общая площадь в плане и длина отстойников при принятой высоте зоны осаждения Н_СР=3,2 м составят:

- из расчета на период максимальной мутности:

,

где а – коэффициент, учитывающий взвешивающее влияние

вертикальной составляющей скорости потока в отстойнике, при

рассредоточенном сборе осветленной воды а=1;

U_о – скорость выпадения взвеси (гидравлическая крупность [1, п.6.56]

где V_ср... – расчетная скорость горизонтального движения воды в начале отстойника, мм/с [1, п.6.68].

- из расчета на период минимальной мутности

.

К расчету принимаем большую из площадей F_ОТС.=1586,5 м² и L_ОТС.=44 м.

Принимаем ширину одного отстойника В_ОТС.=6 м, тогда количество рабочих отстойников будет

Принимаем 5 рабочих + 1 резервный отстойников полезной площадью F_ОТС.=220 м² каждый. Каждый отстойник разделен направляющей вертикальной перегородкой на два отделения (коридора) шириной по 3 м.

Для рассредоточенного сбора осветленной воды предусмотрены подвесные желоба с затопленными отверстиями, по одному желобу в каждом коридоре (по два в каждом отстойнике), на расстоянии 3 м по оси.

Длина желоба равна

.

Расход воды по одному желобу составит

,

площадь живого сечения желоба

где V_ж. – скорость движения воды в конце желоба [1, п.6.75].

Размеры поперечного сечения – 0,3×0,32 м.

Превышение уровня воды в отстойнике над горизонтальным дном желоба будет

где - коэффициент гидравлического сопротивления желоба.

Строительная высота желоба с учетом превышения верха желоба над уровнем воды в отстойнике на 0,1 м

Площадь затопленных отверстий на одном желобе при их диаметре d_ОТС.Ж=25 мм составит

где V_отв.ж. – скорость движения воды в отверстиях желоба [1, п.6.75]

число отверстий -

принимаем n_ОТС.Ж =77шт. Отверстия расположены на 5 см выше дна желоба в один ряд с каждой стороны желоба в шахматном порядке по отношению к другому ряду.

Количество отверстий с каждой стороны желоба – 142 шт., расстояние между ними (по оси)

.

Из желобов вода свободно изливается в сборный карман отстойников, а оттуда поступает на скорые фильтры.

Удаление осадка осуществляется гидравлическим методом, без выключения отстойника из работы. Необходимый объем осадочной (расчет на мах мутность) части одного отстойника (при сбросе осадка через 3 суток) равен

;

средняя высота осадочной части

Средняя глубина отстойника составит

(строительная высота отстойника 6 м).

Полезный объем одного отстойника равен

Гидравлическое удаление осадка осуществляется системой дырчатых труб, укладываемых на призматическое дно отстойников, по одной трубе в каждом коридоре (по две в каждом отстойнике), на расстоянии 2 м по оси трубы.

Количество осадка, сбрасываемого из одного отстойника за одну чистку, составит

;

расход воды, сбрасываемой при этом с осадком по одной дырчатой трубе

где к_разб. – коэффициент разбавления осадка (при гидравлическом способе удаления осадка) [1, п.6.74];

t_сбр. – продолжительность сброса осадка, мин [1, п.6.71].

Принимаем стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-91 диаметром 600 мм, скорость движения осадка 1,19 м/с (>1м/с), с отверстиями диаметром d_ОТВ.ТР.=30 мм.

Площадь всех отверстий для приема осадка на одной трубе должна быть

где к_п – коэффициент перфорации труб [1, п.6.71].

Количество отверстий на трубе будет:

Отверстия расположены в два ряда в шахматном порядке вниз под углом 45 к вертикали. Количество отверстий в каждом ряду – 80 шт., расстояние между ними (по оси)

,

что отвечает требованиям. В начале трубы предусматривается отверстие диаметром 20 мм для выпуска воздуха.