5.2.4. Расчет щелевых и вертикальных песколовок

В щелевых песколовках расчет сводится к определению ёмкости бункеров для осадка в зависимости от времени его хранения. Угол наклона стенок бункера принимают не менее 50-60⁰, ширину щелей - 0,10-0,15 м, длину щелей - ¾ от диаметра трубы (лотка).

Вертикальные песколовки рассчитывают по нагрузке на площадь водного зеркала (100130 м³/м²ч).

Глубину цилиндрической (проточной) части вертикальной песколовки h определяют в зависимости от времени пребывания в ней жидкости и скорости подъёма потока по формуле

,

где V – скорость вертикального движения воды в песколовке, которая не должна превышать 0,05 м/с при максимальном расходе и 0,02 м/с - при минимальном;

t – время осаждения, принимаемое в пределах 1,03,5 мин.

5.2.5. Методы выгрузки осадка

Для выгрузки осадка из горизонтальных и аэрируемых песколовок обычно применяют механические скребки цепного и тележечного типа. Осадок сгребается в бункер, как правило, располагаемый в начале сооружения, и затем откачивается гидроэлеватором, насосом или эрлифтом. Упомянутые скребки сложны по конструкции и ненадежны в эксплуатации.

В последние годы для удаления осадка из песколовок применяют гидромеханическую систему, представляющую собой смывной трубопровод со спрысками, расположенный в песковом лотке.

Для обеспечения смыва песка восходящая скорость промывной воды в лотке V определяется по формуле

,

где d_экв= - эквивалентный диаметр зерен песка, см (для осадка песколовок принимают d_экв=0,05 см);

Р_i – процентное содержание (по массе) фракций песка со средним диаметром d_k;

 - динамический коэффициент вязкости, г/смс;

e=- относительное расширение песка при смыве;

h_о, h – высота слоя осадка в лотке до и после подачи промывной воды (расширения).

Общий расход воды на смыв песка

,

где в – ширина пескового лотка;

l – длина пескового лотка.

Для обеспечения достаточной равномерности распределения воды по длине смывного трубопровода ее подают под напором

,

где V_тр – скорость движения воды в начале смывного трубопровода.

Диаметр выходного отверстия спрысков

,

где n’ – количество спрысков на смывном трубопроводе;

’ - коэффициент расхода спрысков, равный 0,82.

При расчете песколовок всех типов следует принимать количество задерживаемого песка - 0,02 л на 1 человека в сутки, влажность песка - 60%, плотность песка - 1,5 т/м³.

5.3. Отстойники

Отстойники предназначены для удаления нерастворенных примесей путём гравитационного отстаивания. По принципу действия их подразделяют на две группы: периодического и непрерывного действия (соответственно, контрактные и прочные). В основном на очистных сооружениях применяют отстойники непрерывного действия.

По направлению движения жидкости в сооружении отстойники подразделяют на два основных типа: горизонтальные и вертикальные. Так же применяют радиальные отстойники, которые являются разновидностью горизонтальных. Кроме этих типов используют отстойники с вращающимися сборно-распределительными устройствами, которые имеют круглую форму в плане, а движение воды в них практически отсутствует (кроме возмущений, создаваемых сборно-распределительным устройством).

В последние годы получили распространение тонкослойные отстойники. Особенность их заключается в том, что отстойная зона делится на неглубокие слои полочными секциями и трубчатыми элементами, в которых обеспечивается ламинарное движение воды.

В зависимости от назначения в технологической схеме очистных сооружений отстойники подразделяют на первичные и вторичные. Первичные отстойники служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на дальнейшую очистку биохимическими или физико-химическими методами. Вторичные – для осветления сточных вод, прошедших очистку указанными методами.

Отстойники различных типов целесообразно применять при следующих условиях: вертикальные отстойники - при производительности до 20000 м³/сут.; горизонтальные - при производительности свыше 15000 м³/сут.; радиальные - при производительности свыше 20000 м³/сут.

При расчете горизонтальных отстойников (рис. 5.5) определяют ширину отделений отстойника по формуле

,

где q – максимальный расход сточных вод;

n – количество отделений;

h₁ – глубина проточной части отстойника;

V – средняя скорость движения сточных вод.

Рекомендуется принимать глубину проточной части h₁=1,5-3,0 м, а среднюю скорость движения сточных вод V=5-10 мм/с.

Длина отстойника

,

где К – коэффициент, равный 0,5;

U₀ – скорость осаждения расчетных частиц взвесей в мм/с.

,

где t – продолжительность отстаивания воды в цилиндре высотой h=500 мм, соответствующая заданному эффекту осветления воды;

 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воды на её вязкость;

n’ – коэффициент, зависящий от свойств взвеси;

 - вертикальная турбулентная составляющая скорости движения сточных вод.

Рис. 5.5 Схема горизонтального отстойника:

а – вид сбоку; б – вид сверху;