m0943

9. Высота слоя песка , осаждающегося на дно песколовки , м, составит

Выпавший осадок при помощи механических скребков перемещается в песковой приямок, расположенный в начале сооружения, откуда периодически удаляется.

10. Требуемая глубина пескового приямка hпр, м, определена по формуле

где Dпр – диаметр приямка песколовки (с учетом ширины отделения и монтажного запаса Dпр = 0,9 м); t – продолжительность хранения песка в приямке, сут (принимаем удаление песка один раз в смену, что удовлетворяет п. 9.2.2.2 [4], тогда t = 0,33).

12 × 2,1× 0,33

hпр = 3,14 × 0,92 ×3 = 1,0 м.

11. Удаление песка из приямка осуществляется при помощи гидроэлеватора. Требуемый расход технической воды, обеспечивающий работу устройства, м3/ч, рассчитан следующим образом:

гэ

Nstгэn

где tгэ – продолжительность выгрузки песка гидроэлеватором (составляет 0,5 ч); n – количество выгрузок песка в сутки (n = 3).

20 × 2,1 3 qгэ = 3× 0,5 ×3 = 9,3 м /ч.

По табл. 1.15 [3] подобран гидроэлеватор первого типоразмера с диаметром сопла 30 мм, диаметром горловины 55 мм.

11

12. Требуемая строительная высота песколовки Hстр, м:

где Hз – строительный запас над уровнем воды в сооружении (принимается 0,3 м).

Hстр = 0,04 + 0,5 + 0,3 = 0,84 м.

2.2.Пример расчета горизонтальной песколовки

скруговым движением жидкости

Требуется рассчитать горизонтальные песколовки с круговым движением жидкости для канализационных очистных сооружений производительностью Qсут = 15 000 м3/сут с приведенным числом жителей населенного пункта Nпрвв = 60 000 чел.

Расчет:

1. По формулам (2.1), (2.2) определяем максимальный секундный расход сточных вод:

15 000 ×1 000

qmid s = × ≈ 174 л/с.

24 3 600

Для среднего секундного расхода qmid s = 174 л/с общий максимальный коэффициент неравномерности по табл. 1 [2] составит Kgen max = 1,59. С учетом этого максимальный секундный расход:

qmax s = 174∙1,59 / 1 000 ≈ 0,28 м3/с.

2.Учитывая пропускную способность очистных сооружений , по прил. Д [1] (или табл. 11.3 [4]) принимаем размеры типовой песколовки: диаметр сооружения Ds = 6 м, ширина кольцевого желоба bж = 1,4 м, количество отделений Ns = 2.

3.По (2.3) определяем площадь живого сечения потока в кольцевом желобе каждого отделения при максимальном притоке сточных вод ωs, м2:

0, 28 2 ωs = 2 × 0,3 = 0, 47 м .

4. Рассчитываем площадь треугольной части желоба ωs тр, м2:

12

где α – угол наклона стенок треугольной части желоба к горизонту

(α = 60°).

6. Поскольку площадь живого сечения потока ωs меньше площади треугольной части желоба ωs тр, рабочую глубину потока Hs, м, следует рассчитывать по выражению

7. По формуле (2.5) рассчитываем длину проточной части песколовки (длину желоба). Для этого по п. 11.2.3 [4] принимаем диаметр задерживаемых частицds = 0,25 мм, гидравлическую крупность песка u0 = 24,2 мм/с и коэффициент Ks = 1,3.

Ls = 1 000 ×1,3 × 0,9 ×0,3 = 14,5 м. 24,2

8. При такой длине диаметр желоба по оси проточной части Ds, м, будет составлять

13

Эта величина удовлетворяет предварительно принятым разме - рам песколовки (Ds = 6 м и bж = 1,4 м), следовательно, сооружение подобрано верно.

9. Время пребывания в песколовкеts, с, определено по формуле

что удовлетворяет требованиям.

10. Определяем глубину конусной части песколовки hs кон, м:

где β – угол наклона стенок конусной части к горизонту (β = 60°).

hs кон = 0,5 ∙ 6 tg 60° = 5,2 м.

Конструкция горизонтальной песколовки с круговым движением приведена на рис. 3.

По формуле (2.11) определяем количество песка, осаждающегося в песколовке:

Ws = 0,02 ×60 000 = 1, 2 м3/сут. 1 000

11. Рассчитываем высоту слоя выпавшего осадка в конусной части песколовки hос, м:

где t – продолжительность хранения песка в приямке, сут (в соответствии с п. 9.2.2.2 [2] принимаем удаление песка один раз в сутки, т.е. t = 1 сут).

14

12. По формуле (2.14) вычисляем расход технической воды на гидроэлеватор для удаления песка за пределы песколовки. После чего по [3] подбираем гидроэлеватор.

Рис. 3. Горизонтальная песколовка с круговым движением воды: 1 – гидроэлеватор; 2 – щитовой затвор; 3 – камера переключения; 4 – подводящий лоток; 5 – отводящий лоток; 6 – пульпопровод; 7 – трубопровод рабочей воды; 8 – устройство для сбора нефти; 9 – нефтепровод; 10 – полупогруженный щит;

11 – распределительная камера

2.3. Пример расчета аэрируемой песколовки

Необходимо рассчитать аэрируемые песколовки для канализа - ционных очистных сооружений производительность Qсут = 85 000 м3/сут с приведенным числом жителей населенного

пункта Nпрвв = 340 000 чел.

Расчет:

1. По формулам (2.1), (2.2) рассчитываем средний и максимальный секундные расходы сточных вод:

85 000 ×1 000

qmid s = × ≈ 984 л/с.

24 3 600

15

2. По табл. 1 [2], исходя из среднего секундного расхода qmid s = 984 л/с принимаем значение общего максимального коэффициента неравномерности Kgen max = 1,47 и определяем максимальный секундный расход

qmax s = 984 ∙ 1,47 / 1 000 ≈ 1,45 м3/с.

3.Опираясь на заданную пропускную способность очистных сооружений, по прил. Е [1] (или табл. 11.4 [4]) принимаем размеры типовой песколовки: ширина отделения Bs = 3 м, длина Ls = 12 м, количество отделений Ns = 3.

4.По п. 11.2.5 [4] принимаем скорость движения сточных вод

всооружении υs = 0,08 м/с и по формуле (2.3) рассчитываем площадь живого сечения потока одного отделения ωs, м2, при максимальном притоке сточных вод:

1,45

ωs = 3× 0,08 = 6,0 м2.

5. По выражению (2.4) вычисляем общую глубину потока в сооружении Hs общ, м:

Hs общ = 6,0 = 2,0 м. 3,0

При этом рабочая глубина аэрируемой песколовки в соответствии с п. 2.3 [1] составляет половину общей глубины, т.е. Hs = 1,0 м.

6. По п. 11.2.5 [4] принимаем диаметр задерживаемых частиц песка ds = 0,20 мм, гидравлическую крупность песка u0 = 18,7 мм/с,

Полученная длина не превышает длину принятой типовой песколовки 12 м, поэтому делаем вывод, что количество сооружений и их размеры подобраны верно. Кроме того, следует отметить, что фактическая длина на 3 м превышает требуемую, потому в песко-

ловке будут задерживаться частицы песка размером менее чем

16

0,20 мм, что должно положительно сказаться на работе сооружений для обработки осадков.

Конструкция аэрируемой песколовки приведена на рис. 4.

7. Определяем требуемый расход воздуха Qair, м3/ч, подаваемый для аэрации:

где Jair – интенсивность аэрации, м3/(м2∙ч) (на основании п. 11.2.5 [4] Jair = 4, м3/(м2∙ч)).

Qair = 4 ×3×12 ×3 = 432 м3/ч.

8. Рассчитываем объем песка, осаждающегося в песколовке за сутки по формуле (2.11). При этом удельное количество задер-

живаемого песка в аэрируемых песколовках составляет qs = 0,03 л/(сут·чел.).

Ws = 0,03×340 000 = 6,8 м3/сут. 1 000

9. Выпавший на дно сооружения песок поступает в песковой лоток, расположенный в днище песколовки вдоль одной из стенок. Периодически при помощи системы гидросмыва песок из пескового лотка перемещается в начало сооружения– в песковый приямок с гидроэлеватором. Расход технической воды, необходимый для гидромеханического смыва песка, л/с, определен по формуле

п. 11.2.5 [4] υh = 0,0065); bsc – ширина пескового лотка, равная 0,5 м;

lsc – длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка, м:

lsc = Ls – Dпр = 12,0 – (3 – 2 ∙ 0,15) = 9,3 м.

Диаметр приямка Dпр принят исходя из ширины отделения пе - сколовки 3 м и строительно-монтажного запаса0,15 м с каждой стороны приямка. Требуемая глубина пескового приямка рассчитана по (2.13) с учетом того, что песок выгружается один раз в смену (три раза в сутки):

17

12 × 6,8 × 0,33

hпр = 3,14 × 2,72 ×3 = 0, 4 м.

10.Выгрузка песка осуществляется гидроэлеватором, подбор

ирасчет которого ведут по п. 11 подразд. 2.1 данной работы.

Рис. 4. Аэрируемая песколовка:

1 – пескопульпа; 2 – технический трубопровод; 3 – объединяющий канал; 4 – колодец для плавающих веществ; 5 – отвод воды; 6 – трубопровод подачи воздуха

3. Расчет первичных отстойников

Первичные отстойники в технологических схемах применяются при производительности очистных сооружений свыше 1 000 м3/сут. Они располагаются после песколовок и служат для задержания нерастворенных всплывающих или осаждающихся частиц минерального или органического происхождения. Эффективность задержания загрязнений составляет в среднем от 40 до 60 %. Конструктивно первичные отстойники подразделяются на вертикальные, горизонтальные и радиальные. Выбор той или иной конструкции отстойника зависит от производительности очистных сооружений, технологической схемы очистки сточных вод, компоновки сооружений,

18

гидрогеологических условий и рельефа местности. Расчет первичных отстойников, независимо от конструктивного оформления, осуществляется по кинетике осаждения взвешенных веществ с учетом требуемого эффекта осветления и коэффициента использования объема. Для обеспечения формирования хлопьев активного ила в аэротенках оптимальный диапазон концентрации взвешенных -ве ществ в осветленной воде должен составлять 100…150 г/м3.

3.1. Пример расчета вертикального отстойника

Рассчитать вертикальные отстойники для поселковых очистных сооружений производительностью Qсут = 7 000 м3/сут. Концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, поступающей на отстойники, Cen = 250 г/м3.

Расчет:

1.По формулам (2.1) и (2.2) определены расчетные расходы сточных вод, которые составили:

–средний секундный qmid s = 81 л/с,

–максимальный секундный qmax s = 0,13 м3/с,

–максимальный часовой qmax h = 0,13 ∙ 3 600 = 468 м3/ч.

2.Задаемся требуемым эффектом осветленияЭ = 50 %, тогда концентрация взвешенных веществ на выходе из отстойника Cex, г/м3, составит

100…150 г/м3.

3. С учетом требуемого эффекта рассчитаем гидравлическую крупность задерживаемых частиц u0, мм/с:

где Hset – рабочая глубина отстойника, м (принята в соответствии с размерами типовых вертикальных отстойников по прил. И [1]

19

(или табл. 12.4 [4]) равной 4,1 м); Kset – коэффициент использования объема проточной части отстойника (в соответствии с п. 12.1 [4] Kset = 0,35); tset – продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h1 = 0,5 м (определена по табл. 12.1 [4] tset = 770 с); n – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе

осаждения (для коагулирующих хозяйственно-бытовых сточных вод n = 0,25).

где Dset – диаметр отстойника, м (предварительно принимаем в соответствии с типовыми отстойниками по прил. И [1] (или табл. 12.4 [4]) Dset = 9 м); den – диаметр впускного устройства (центральной трубы), по прил. К [1] den = 1,0 м; υtb – турбулентная составляющая

(для скоростей движения в вертикальных отстойниках υtb = 0 мм/с).

qset = 2,8 × 0,35(92 -1,02 )1, 43 = 113,5 м3/ч.

5. С учетом этого определим требуемое количество сооружений

где qmax h – максимальный часовой расход сточных вод, м3/ч.

Nset = 468 = 4. 113,5

Данное количество отстойников в полной мере удовлетворяет п. 9.2.4.3 [2] и удобству компоновки первичных вертикальных отстойников на площадке очистных сооружений.

6. При таком количестве сооружений фактическая пропускная способность одного отстойника составит qsetфакт , м3/ч:

20