10111

20

qо = qж = 0,056 = 0,00049 м3/с . nо 114

Согласно [3] для истечения из отверстий под уровень принимаем µ= 0,62. При площади одного отверстия fо = 0,00049 м2:

При разности уровней воды в отстойнике и желобе 6 см полная высота желоба составит:

hn=0,24+0,06+0,10=0,40 м.

Регулирование отбора воды предусмотрено шиберами.

Из желобов осветленная вода поступает в сборный двухэтажный канал (рис.2) шириной в осях 1,5 м, в чистоте 1,3 м. Для равномерности распределения воды отвод на фильтры производится из нижней части канала, которая соединяется с верхней проемом. Верхняя часть выполняет роль успокоителя, также в ней происходит выделение из воды воздуха.

Рис.2. Сборный канал:

1 – желоба; 2– сборный двухэтажный канал; 3 –отвод воды на фильтры; 4 – проем.

21

Компоновка отстойников предполагает объединение их в единый блок из

6 шт.

Размер проема в чистоте принят 1,3 х 1,3 м при площади fn =1,32= =1,69 м2, при этом скорость движения воды через проем:

Для обеспечения свободного излива из сборных желобов расчетный уровень воды в канале принят на 0,25 м ниже, чем в отстойнике. Тогда глубина воды в верхней части сборного канала при максимальной скорости движения воды Vк=0,4 м/с должна быть:

Горизонтальную перемычку с проемом располагаем на 1,1 м ниже уровня воды в канале.

Для полного опорожнения отстойников в концевой части каждого предусматриваем трубопровод D=200 мм, выводимый к сточной системе. Время полного опорожнения резервуара при переменном напоре в 2 раза больше времени истечения того же объема воды при постоянном напоре, равном начальному [4]:

где W1 – рабочий объем отстойника, м3;

qоп– расход, сбрасываемой при постоянном напоре воды м3/с . qоп = µ ω2q H p

где µ – коэффициент расхода; ω – площадь поперечного сечения трубы, м2;

Hр – рабочая глубина отстойника, м.

Для ориентировочных расчетов при истечении жидкости из резервуара в

22

трубу коэффициент расхода принят 0,6 [3].

При средней глубине отстойника Hр= 4,5 м:

qоп = 0,6 3,14 40,22 2 9,18 4,5 = 0,177 м3/с .

Время полного опорожнения отстойника:

Отстойники с встроенными камерами хлопьеобразования выполняются в сборно-монолитном железобетоне. Для утепления одна сторона отстойников и камер хлопьеобразования обваловывается грунтом, с другой запроектирована проходная галерея с обводным трубопроводом и обваловка не предусмотрена. Перекрытие отстойников утепляется керамзитобетоном с выполнением гидроизоляции. Для проведения ремонтно-профилактических работ спуск в отстойники предусмотрен по лестницам-стремянкам из павильона камер хлопьеобразования и фильтрозала, охватывающего концевую часть отстойников. При данном проектном решении устройство специальных вентиляционных труб и люков-лазов не требуется. В перекрытии через 10 м предусмотрены пробоотборные колонки D=100 мм со съемными крышками.

1.3. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ОТСТОЙНИКИ С ВОДОВОРОТНЫМИ КАМЕРАМИ ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ

1.3.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП РАБО-

ТЫ

Вертикальные отстойники рекомендуется применять в качестве первой ступени на станциях реагентной очистки воды производительностью до 5 тыс. м3/сут, при мутности исходной воды до 1500 мг/л и цветности до 120°.

Сооружение выполняется в виде круглого или квадратного в плане резервуара с коническим или пирамидальным днищем для накопления и уплотнения осадка (рис.3). В центре предусматривается встроенная камера хлопьеобразования водоворотного типа, представляющая собой металлический

23

или железобетонный цилиндр, в верхнюю часть которого поступает вода по трубопроводу, снабженному на конце соплами-насадками. Сопла направлены по касательной и закреплены в виде неподвижного сегнерова колеса, благодаря чему создается вращательное движение воды, способствующее эффективному ее перемешиванию при движении сверху вниз.

Для гашения вращательного движения воды при ее переходе в отстойник, которое могло бы ухудшить его работу, внизу камеры устраивают г аситель в виде крестообразной решетки.

Как показывает опыт эксплуатации вертикальных отстойников, при малых скоростях восходящего потока основное количество коагулированной взвеси осаждается в отстойнике. Это объясняется тем, что в медленно восходящем потоке воды коагулированная взвесь, постепенно агломерируясь, достигает таких размеров, что скорость се осаждения становится больше скорости восходящего потока.

24

Рис. 3. Вертикальный отстойник с водоворотной камерой хлопьеобразования:

1 – подача воды; 2 – распределительные сопла; 3 – камера хлопьеобразования; 4 –решетка гаситель; 5 – вертикальный отстойник; 6 – сборный карман; 7 – отвод осветленной воды; 8

– удаление осадка; 9 – сборный кольцевой желоб.

Сбор осветленной воды предусматривается периферийными и (при большой площади отстойника) радиальными желобами с затопленными от-

25

верстиями или треугольными водосливами.

Выпуск накопившегося и уплотненного осадка может производиться во время работы отстойника.

1.3.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ОТСТОЙНИКОВ Расчет, вертикальных отстойников следует производить в соответствии с

п.п. 9.49-9.52 [1] и, как правило, проектирование встроенных камер хлопьеобразования водоворотного типа ведут в рамках этого расчета.

В соответствии с предполагаемыми размерами здания и компоновкой сооружений определяют ориентировочное число отстойников, при количестве их менее шести предусматривается один резервный.

Площадь зоны осаждения Fос , м2 вертикального отстойника (без установки в нем тонкослойных блоков) определяют для двух периодов:

•минимальной мутности при минимальном зимнем расходе воды:

•наибольшей мутности при наибольшем расходе воды, соответствующем этому периоду.

Расчетная площадь зоны осаждения должна соответствовать наибольшему значению:

где qч –- расчетный расход станции для периодов максимального и минимального суточного водопотребления, м3/ч;

Vp – расчетная скорость восходящего потока, мм/с, принимаемая (при отсутствии данных технологических изысканий) не более указанных в табл.11 [1];

Np – количество рабочих отстойников;

βоб – коэффициент, учитывающий объемное использование отстойника, величина которого принимается 1,3-1,5 (нижний предел - при отноше-

Камеры принимаются круглой в плане формы при диаметре в чистоте:

Для гашения вращательного движения воды при ее переходе в отстойник внизу камеры устраивают решетку в виде крестообразной перегородки с ячейками размером 0,5x0,5 м, высотой 0,8 м.

Общая площадь одного отстойника:

Fо = Fво + Fк, м2 .

По условиям компоновки выбирается форма сооружений и размеры в плане.

Диаметр трубопровода, подводящего обрабатываемую воду к камере хлопьеобразования, принимается по скорости 0,7-1 м/с, скорость выхода воды из распределительных сопел-насадок, направленных по касательной, 2-3 м/с. Сопла располагаются на расстоянии 0,2 диаметра камеры от стенки на глубине 0,5 м от поверхности воды.

Потеря напора в сопле определяется по формуле:

где ξ – коэффициент сопротивления, принимаемый равным 1,18; V – скорость выхода воды из сопла, м/с.

Зона накопления и уплотнения осадка вертикального отстой ника предусматривается с наклонными стенками. Угол между ними 70-80°.

27

При найденном диаметре отстойника (или стороне) и принятом угле конусности днища емкость осадочной части является фиксированной. Поэтому ее лишь проверяют по продолжительности работы отстойника Тр ,ч , между сбросами осадка, которая должна быть не менее 6 ч. Проверку производят по формуле:

где Wос.ч – объем зоны накопления и уплотнения осадка, м3; δ – средняя концентрация уплотненного осадка, г/м3; Св - концентрация взвешенных веществ в воде, г/м3;

Мосв – мутность воды, выходящей из отстойника, принимаемая от 8 до 15 г/м3.

Сбор осветленной воды предусматривается желобами при скорости движения в них воды 0,5-0,6 м/с.

1.3.3. ПРИМЕР РАСЧЕТА Рассчитать вертикальные отстойники и камеры хлопьеобразования для

станции водоподготовки с расчетной производительностью Qсутполн=2400м3/сут.

Концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник составляет Св=160 мг/л, цветность - 40°. При обработке воды в дополнение к коагулянту предусмотрено использование флокулянта. Станция работает равномерно в течение суток.

Определим часовую производительность станции:

Qполн 2400

qч = сут24 = 24 =100 м3/ч .

В технологической схеме очистки воды предусматриваем вертикальные

28

отстойники с встроенными камерами хлопьеобразования водоворотного типа. Расчетную скорость восходящего потока воды в зоне осаждения для вод

средней мутности принимаем Vp=0,45 мм/с. Поскольку применение флокулянта позволяет увеличить скорость на 15-20%, а встроенная камера хлопьеобразования еще на 15%, то, В итоге, расчетная скорость составит примерно 0,59 мм/с.

По условиям компоновки предусматриваем 3 рабочих отстойника и, согласно п.9.49 [1], один резервный.

Площадь зоны осаждения отстойника определим по формуле:

где βоб – коэффициент объемного использование отстойника.

При времени пребывания воды в камере хлопьеобразования t=20 мин при ее высоте Hк=3,5 м, площадь камеры составит:

Центрально расположенная камера хлопьеобразования имеет диаметр в чистоте:

Расход воды, приходящийся на один рабочий отстойник: q1 = 3,6qчN p = 3100,6 3 =9,3 л/с.

При данном расходе стальной трубопровод, подводящий обрабатываемую воду к камере хлопьеобразования, принят диаметром 100 мм при скорости 0,91 м/с. Распределение воды в камере предусмотрено двумя сопламинасадками, направленными по касательной к стенке. При расходе qc=4,65 л/с в качестве сопла принят стальной концентрический переход 100x50 мм.

Скорость выхода воды из сопла диаметром 50 мм составит:

Сопла располагаются на расстоянии 0,4 м от стенки на глубине 0,5 м от поверхности воды. Потери напора в них при коэффициенте сопротивления

ξ=1,18:

Для гашения вращательного движения воды при ее переходе в отстойник внизу камеры предусмотрена решетка в виде крестообразной перегородки с ячейками размером 0,5х0,5 м высотой 0,8 м.

Общая площадь отстойника включает в себя площади зоны осаждения и камеры хлопьеобразования:

Fo = Fво + Fк = 23,5 + 3,2 = 26,7 , м2

Отстойники приняты железобетонными, круглой в плане формы, при внутреннем диаметре:

Расчетная высота камеры хлопьеобразования Hк принята 0,9 высоты зоны осаждения Но , при этом:

Hо = H0,9к = 03,,59 =3,9 м.

Отношение Dо : Но=5,8 : 3,9=1,49, т.е. выбор коэффициента объемного использования отстойников βоб соответствует требованиям п. 9.49 [1].

Зону накопления и уплотнения осадка вертикального отстойника предусматриваем с наклонными стенками, угол между ними α=80°. В цен-

тре осадочной части устроен приямок диаметром dп=1 м.

Высота конической части отстойника полная высота отстойника: