m0943
.pdf
qsetфакт = |
qmax h |
, |
(3.5) |
|
|||
|
Nset |
|
|
qsetфакт = 468 = 117 м3/ч. 4
Фактическая пропускная способность отличается от расчетной на 3 %, поэтому пересчет фактических величин гидравлической крупности, продолжительности отстаивания и эффективности осветления не требуется.
7. Определим объем сырого осадка, задерживаемого за сутки во всех отстойниках, м3/сут:
|
|
|
|
Qсут (Cen − Cex ) |
|
||||||||
|
Qmud |
= |
(100 − ρ |
) |
γ |
mud |
×104 |
, |
(3.6) |
||||
|
|
|
|
|
mud |
|
|
|
|
|
|
||
где ρmud – влажность |
осадка(согласно |
п. 9.2.4.8 [2] |
ρmud = 95 %); |
||||||||||
γ mud – плотность осадка ( γ mud = 1 г/см3). |
|
|
|
|
|||||||||
Q |
= |
7 000 (250 −125) |
|
= 17,5 м3/сут. |
|
||||||||
(100 − 95 ×1)×104 |
|
||||||||||||
mud |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
8. Исходя из объема осадка и геометрических размеров -от |
|||||||||||||
стойника определим требуемую H mudтр |
|
|
и фактическую высоту Hmud |
||||||||||
зоны накопления осадка, м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Hmudтр = 3 |
3 Qmud |
|
|
tg2φ , |
(3.7) |
||||||
|
|
Nset π n |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Hmud = 0,5Dset tg φ, |
(3.8) |
|||||||||
где φ – угол наклона стенок конического днища(по п. 9.2.4.5 [2] φ = 50°); n – количество выгрузок осадка из отстойника в сутки (n = 1 раз в сутки).
Hmudтр = 3 |
3×17,5 |
tg2 50 = 1,81 м, |
|
||
|
4 ×3,14 ×1 |
|
Hmud = 0,5 ∙ 9 tg 50° = 5,4 м.
21
Сравнивая полученные значения, видим, что размеры зоны накопления осадка достаточны, периодичность удаления осадка принята правильно.
9. Определяем требуемую полную строительную высоту отстойника H setстр , м:
H setстр = Hз + Hset + H1 + H2 + Hmud , |
(3.9) |
где Hз – строительный запас над уровнем воды в сооружении, м (по п. 9.2.4.11 [2] Hз = 0,3 м); H2 – высота нейтрального слоя между низом отражательного щита и уровнем осадка, м (по п. 9.2.4.5 [2] H2 = 0,3 м); Н1 – расстояние между низом центральной трубы и поверхностью отражательного щита, м:
H1 = |
qmax s |
, |
(3.10) |
|
πNset dpυ1 |
||||
|
|
|
здесь υ1 – скорость рабочего потока между раструбом и отража-
тельным щитом, м/с (согласно п. 12.2.1 [4] υ1 |
= 0,02 м/с); dp – диа- |
|||||
метр раструба центральной трубы, м: |
|
|||||
|
|
dp = 1,35 den, |
(3.11) |
|||
|
dp = 1,35 ∙ 1,0 = 1,35 м. |
|
||||
H1 |
= |
|
0,13 |
|
≈ 0,4 |
м, |
|
× 4 ×1,35 × |
0,02 |
||||
|
3,14 |
|
|
|||
H setстр = 0,3 + 4,1 + 0, 4 + 0, 2 + 1,81 = 6,81 м.
Строительная высота принятого типового отстойника составляет 9,3 м, что еще раз подтверждает правильность принятого проектного решения. Конструкция вертикального отстойника приведена на рис. 5.
22
Рис. 5. Конструкция вертикального отстойника:
1 – вертикальный отстойник; 2 – трубопровод сточной воды; 3 – узловые колодцы; 4 – распределительная камера; 5 – илопровод
3.2. Пример расчета горизонтального отстойника
Требуется рассчитать горизонтальный отстойник для станции очистки сточных вод производительностью Qсут = 55 000 м3/сут. Концентрация взвешенных веществ на входе в отстойник Cen = 300 г/м3.
Расчет:
1. Определяем расчетные расходы сточных вод:
55 000 ×1 000
– средний секундный расход qmid s = × ≈ 637 л/с;
24 3 600
– по табл. 1 [2] принимаем общий максимальный коэффициент неравномерности Kgen max = 1,49;
23
– максимальный секундный расход q |
= |
637 ×1,49 |
≈ 0,95 м3/с; |
|
|||
max s |
1 000 |
|
|
|
|
||
– максимальный часовой расход qmax h = 0,95∙3 600 = 3 420 м3/ч. 2. По прил. Л [1] (или табл. 12.5 [4]) задаемся размерами одного типового горизонтального отстойника. Принимаем ширину отстойника Bset = 9 м, длину отстойника Lset = 30 м, глубину про-
точной части отстойника Hset = 3,1 м.
3. Задаемся эффективностью осветления сточной жидкости Э = 60 % и по формуле (3.1) определяем концентрацию взвешенных веществ на выходе из отстойника Cex, г/м3:
Cex = 300 − 300× 60 = 120 г/м3. 100
Эта концентрация удовлетворяет оптимальному количеству взвеси, подаваемой в аэротенк.
4. По формуле (3.2) рассчитаем гидравлическую крупность задерживаемых частиц u0. Для этого по п. 12.1 [4] принимаем значение коэффициента использования объемаKset = 0,5; исходя из требуемого эффекта осветления и исходного содержания взвешен - ных веществ по табл. 12.1 [4] устанавливаем продолжительность отстаивания взвеси в лабораторном цилиндреtset = 970 с; показатель степени n, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, для хозяйственно-бытовых сточных вод равен 0,25.
u0 = |
1 000 × 3,1× 0, |
5 |
= 1, 20 мм/с. |
|||
|
æ |
3,1× 0,5ö |
0, 25 |
|||
|
970 |
|
|
|||
|
ç |
|
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
è |
0,5 ø |
|
|
|
5. Определяем требуемую длину отстойника Lset, м:
Lset |
= |
Hset |
υw |
, |
(3.12) |
|
Kset (u0 |
− υtb ) |
|||||
|
|
|
|
где υw – скорость рабочего потока, мм/с (принимаем по п. 12.2.2 [4] равной 5 мм/с); υtb – турбулентная составляющая, мм/с (при такой скорости υtb = 0 мм/с).
L |
= |
3,1×5 |
= 26,3 м. |
|
|
||||
set |
0,5 |
×1,20 |
|
|
|
|
|
||
24
Требуемая длина не превышает длину типового отстойника, что удовлетворяет принятому решению.
6. По формуле (3.17) [1] рассчитываем часовую производительность одного отстойника qset, м3/ч:
|
q |
set |
= 3, 6K |
L |
B |
(u |
0 |
− υ |
tb |
) , |
(3.13) |
|
|
|
set set |
set |
|
|
|
|
|||
qset |
= 3, 6 × 0,5 × |
30 ×9 ×1, 20 = 583 м3/ч. |
|
||||||||
7. С учетом |
полученной |
производительности |
по формуле |
||||||||
(3.4) определяем необходимое количество отстойников:
Nset = 3 420 = 5,9. 583
С учетом п. 9.2.4.3 [2] к установке принимаем шесть отстойников.
8. Уточняем фактическую производительность одного - от стойника:
qsetфакт = |
qmax h |
, |
(3.14) |
|
|||
|
Nset |
|
|
qsetфакт = 3 420 = 570 м3/ч. 6
9. После этого рассчитываем фактическую скорость рабочего потока υwфакт , мм/с:
υwфакт = |
|
|
qmax h |
|
, |
(3.15) |
|||
3,6Nset Bset Hset |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
υwфакт = |
|
3 420 |
|
= 5,7 |
мм/с. |
|
|||
|
× 6 |
|
|
|
|||||
3,6 |
×9 ×3,1 |
|
|
|
|||||
Данная скорость в полной мере удовлетворяет требованиям, следовательно, количество сооружений определено верно.
10. Уточняем фактическую гидравлическую крупность задер - живаемых частиц u0факт , мм/с:
u0факт = |
qsetфакт |
+ υtb , |
(3.16) |
|
3,6Kset Lset Bset |
||||
|
|
|
25
u0факт = |
|
570 |
|
|
|
= 1,17 мм/с. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
×9 |
|
||||||||
3,6 × 0,5 ×30 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
11. При такой скорости осаждения частиц фактическая про- |
||||||||||||||
должительность отстаивания tsetфакт , с, составит |
|
|||||||||||||
tsetфакт = |
|
|
1 000Hset Kset |
, |
(3.17) |
|||||||||
|
|
|
|
n |
||||||||||
|
|
|
æ |
Hset Kset |
ö |
|
|
|||||||
|
|
|
|
u0факт ç |
|
÷ |
|
|
||||||
|
|
|
è |
|
|
h1 |
ø |
|
|
|||||
tsetфакт = |
1 000 × 3,1× 0,5 |
|
= 998 с. |
|
||||||||||
0, 25 |
|
|||||||||||||
1,17 |
æ 3,1× 0,5ö |
|
|
|
|
|
||||||||
ç |
|
|
|
÷ |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
è 0,5 |
ø |
|
|
|
|
|
|||||
При таком времени осаждения согласно табл. 12.5 [4] эффект осветления по сравнению с первоначально принятым увеличится на десятые доли процента, поэтому для выполнения дальнейших расчетов будем считать, что Эфакт = Э = 60 %.
12. По формуле (3.6) определяем объем задерживаемого осадка Qmud, м3/сут. При этом примем, что удаление осадка из отстойника осуществляется плунжерными насосами, тогда согласно п. 9.2.4.8 [2] влажность сырого осадка принимается равной ρ mud = 94 %.
Q |
= |
55 000(300 −120) |
= 165 |
м3/сут. |
|
(100 − 94 ×1)×104 |
|||||
mud |
|
|
|
Согласно п. 9.2.4.9 [2] при механизированном удалении осадка время его накопления в отстойнике не должно превышать 8 ч, поэтому принимаем периодичность удаления осадка один раз в смену (три раза в сутки).
13. Определяем полную строительную высоту на выходе из отстойника H setстр , м:
H setстр = H з + Hset + Hн , |
(3.18) |
где Hн – высота нейтрального слоя, м (по п. |
9.2.4.5 [2] Hн = 0,3 м). |
H setстр = 0,3 + 3,1 + 0,3 = 3, 7 м.
Конструктивная схема горизонтального отстойника приведена на рис. 6.
26
Рис. 6. Первичный горизонтальный отстойник:
1 – трубопровод подачи сточной воды; 2 – распределительный лоток; 3 – впускной лоток; 4 – трубопровод сливной воды; 5 – трубопровод удаления осадка; 6 – трубопровод удаления плавающих веществ;
7 – сборный лоток; 8 – отведение очищенной воды; 9 – трубопровод отвода очищенной воды; 10 – трубопровод подачи воздуха;
11 – колодец очищенной воды
3.3. Пример расчета радиального отстойника
Необходимо рассчитать радиальные отстойники для городских очистных сооружений производительностью Qсут = 106 000 м3/сут. Содержание взвешенных веществ в воде Cen = 200 г/м3.
Расчет:
1. Определяем расчетные расходы сточных вод:
106 000 ×1 000
– средний секундный расход qmid s = × ≈ 1 227 л/с;
24 3 600
– по табл. 1 [2] принимаем общий максимальный коэффициент неравномерности Kgen max = 1,47;
– максимальный секундный расход qmax s = 1 227 ×1, 47 ≈ 1,80 м3/с;
1 000
27
– максимальный часовой расход qmax h = 1,80 ∙ 3 600 = 6 480 м3/ч.
2.По прил. М [1] (или табл. 12.6 [4]) с учетом часовой производительности предварительно задаемся размерами типового первичного радиального отстойника. Диаметр отстойника Dset принимаем равным 30 м, рабочую глубину отстойника Hset – 3,1 м.
3.Эффективность осветления сточной жидкостиЭ принимаем равной 40 %, после чего по формуле(3.1) определяем концентрацию взвешенных веществ на выходе из отстойника Cex, г/м3:
Cex = 200 - 200 × 40 = 120 г/м3. 100
Данная концентрация соответствует оптимальному диапазону взвеси, поступающей в аэротенк от 100 до 150 г/м3.
4. Для вычисления гидравлической крупности задерживаемых частиц u0 по п. 12.1 [4] принимаем значение коэффициента использования объема Kset = 0,45 по требуемому эффекту осветления и исходному содержанию взвешенных веществ по табл. 12.1 [4] определяем продолжительность отстаивания сточных вод в лабораторном цилиндре tset = 650 с; показатель степени n, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, для хозяйственнобытовых сточных вод принимаем равным0,25. После этого по формуле (3.2) рассчитаем гидравлическую крупность:
u0 = |
1 000 × 3,1× 0, 45 |
= 1, 67 мм/с. |
||||
0, 25 |
||||||
|
650 |
æ |
3,1× 0, |
45ö |
|
|
|
ç |
|
|
÷ |
|
|
|
0,5 |
|
||||
|
|
è |
ø |
|
||
5. По формуле (3.3) определяем производительность одного отстойника qset, м3/ч:
qset = 2,8 × 0, 45(302 - 2,52 )1, 67 = 1 881 м3/ч.
Диаметр впускного устройства den принят по прил. К [1] равным 2,5 м, турбулентная составляющая υtb для заданных скоростей равна нулю.
6. Исходя из производительности и максимального часового расхода сточных вод по формуле(3.4) определяем требуемое число сооружений:
28
Nset = 6 480 .
1881
Сучетом удобства компоновки, а также п. 9.2.4.3 [2] к установке принимаем четыре отстойника, которые располагаются в группе по четыре сооружения.
7. По формуле (3.14) уточняем фактическую производительность одного отстойника: = 3,4
qsetфакт = |
6 480 |
= 1 620 |
м3/ч. |
|
|||
4 |
|
|
|
8. Фактическая гидравлическая |
крупность задерживаемых |
||
частиц u0факт , мм/с, при такой пропускной способности отстойника составит
|
uфакт = |
|
|
qsetфакт |
|
|
|
, |
(3.19) |
2,8K |
|
(D2 |
- d 2 |
) |
|||||
0 |
set |
|
|
||||||
|
|
|
set |
|
en |
|
|
|
|
uфакт = |
|
1 620 |
|
|
= 1, 43 мм/с. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
02,8 × 0, 45(302 - 2,52 )
9.По формуле (3.17) уточняем фактическую продолжительность отстаивания tsetфакт , с:
tsetфакт = |
1 000 × 3,1× 0, 45 |
= 755 с. |
||||||
|
|
æ |
3,1× 0, |
45ö |
0, 25 |
|||
|
1, 43 |
|
|
|||||
|
ç |
|
|
÷ |
|
|
||
|
0,5 |
|
|
|
||||
|
|
|
è |
ø |
|
|
||
При таком времени осаждения согласно табл. 12.5 [4] фактический эффект осветления составляет Эфакт = 44 %.
10. Фактическое количество взвеси на выходе из отстойника Cex, г/м3,, определяем по формуле:
|
|
|
|
|
100 |
- Эфакт |
|
|
||
|
|
C = |
|
|
|
С |
, |
(3.20) |
||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
ex |
|
100 |
|
en |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
C |
|
= |
100 − 44 |
200 = 112 г/м3. |
|
|||||
ex |
|
|
||||||||
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
29
11. По формуле (3.6) определяем объем задерживаемого осадка Qmud, м3/сут. Удаление осадка из отстойника осуществляется самотеком, под гидростатическим давлением, в соответствии
с этим влажность сырого осадка принимается равной ρmud = 95 %
(п. 9.2.4.8 [2]).
Q |
= |
106 000(200 − 112) |
≈ 187 м3/сут. |
|
|||
mud |
|
(100 − 95 ×1)×104 |
|
|
|
||
Объем зоны накопления осадка принятого отстойника составляет 340 м3. Исходя из этого, учитывая рекомендации п. 9.2.4.9 [2], назначаем периодичность удаления осадка один раз в двое суток.
8. По формуле (3.18) определяем полную строительную высоту на выходе из отстойника Hsetстр , м:
H setстр = 0,3 + 3,1 + 0,3 = 3, 7 м.
Схема радиального отстойника приведена на рис. 7.
Рис. 7. Радиальный отстойник:
1 – отстойник; 2 – жиросборник; 3 – распределительная чаша; 4 – насосная станция сырого осадка
30