10432

Рис. 4. Колебание концентраций загрязнений, поступающих и усредненных стоков.

Расчет:

1) Выбор периода усреднения и объема усреднителя. Исходя из данных, представленных в табл. 2 и на рис. 4 следует, что превышение концентрации загрязнений над допустимой в поступающих стоках наблюдается с 8 до 13 ч и с 19 до 23 ч.

Ориентировочно принимаем:

а) в период с 8 до 13 ч продолжительность усреднения составляет Т = 5 ч, а необходимый объем усреднителя соответственно:

13

W = ∑ qi = 150+150+190+300+ 250= 1040м3

8

б) в период с 19 до 23 ч продолжительность усреднения составляет Т = 4 ч, при необходимом объеме усреднителя:

23

W = ∑ qi = 325+ 260+ 325+ 260 = 1170 м3

19

Следовательно, период с 19 до 23 ч является наиболее неблагоприятным. С учетом этого по табл. 1 принимаем две секции усреднителя №8 конструкции ВНИИ ВОДГЕО, рабочим объемом W = 1260 м3 и размерами в плане B · L = 21·21 м с 7-ю коридорами шириной B = 3 м; длиной L = 21 м и высотой h = 1,5 м.

2) Пропускная способность одной секции составит:

где:

Q = 360 м3/ч – максимальный часовой приток в период с 18 до 19 часов;

11

n – число секций усреднителя.

3) Скорость продольного движения воды в коридорах секции:

4) Расчет концентрации усредненного стока.

При расчете следует принимать во внимание следующее:

а) максимальный отрезок времени, через который определяются концентрации загрязнений на выходе из усреднителя, вычисляется по формуле:

б) Приращение (или уменьшение) концентрации в течение каждого периода времени вычисляется по формуле:

где:

Q – приток сточных вод в рассчитываемый отрезок времени, м3/ч;

Cen, Cex – концентрации загрязнений в рассчитываемый отрезок времени и выходящий из усреднителя в последующий отрезок времени.

в) Проверочный расчет концентрации начинают с часа суток, в который поступающие стоки имеют максимальную концентрацию и при этом считается, что в конце этого часа (или расчетного отрезка времени t ) концентрация будет соответствовать допустимой Сдоп.

В нашем примере:

Максимальная концентрация загрязнений имеет место в период с 9 до 10 часов и равна Cmax = 600 г/м3.

Следовательно, расчет концентрации в усредненной воде начинаем с 9 ч и считаем, что Свых10 = Сдоп. = 300 г/м3.

Изменение концентраций в следующий час будет составлять:

Аналогично производим расчет усредненной концентрации на каждый час до конца первых суток и на вторые сутки работы усреднителя.

Результаты расчетов представлены в табл. 2.

Из расчетов видим, что во вторые сутки работы усреднителя в каждый

час C уср Cдоп .

В последующие дни работы усреднителя усредненные концентрации будут еще несколько выравниваться и стабилизироваться.

Следовательно, предварительно принятый объем усреднителя W = 1260 м3 является достаточным.

2. РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА ПО МЕТОДУ А.И. ЖУКОВА

Метод технологического расчета отстойников, разработанный д. т. н., профессором А. И. Жуковым, позволяет наиболее полно учитывать действительные гидродинамические условия протекания жидкости и осаждения взвеси й взаимосвязь между основными расчетными параметрами.

В основу его расчетной схемы положен тот факт, что относительно равномерное поступательное движение жидкости по всему «живому» сечению отстойника устанавливается только на некотором удалении от начала

13

отстойной части l1, где высота (глубина) движущегося слоя достигает расчетной глубины H, а фактическая скорость движения vф потока становится практически равной расчетной скорости vср.

ПРИМЕР РАСЧЕТА.

Рассчитать горизонтальные отстойники при следующих исходных данных:

– расход сточных вод Q = 12000 м3/сут. = 650 м3/ч = 180 л/с;

– начальная концентрация взвешенных веществ C enвв = 500 мг / л ;

– остаточная концентрация по технологическим условиям

Cexвв = 100 мг / л .

Рис. 5. Расчетная схема горизонтального отстойника.

–кинетика осаждения частиц осадка характеризуется графиком рис. 6;

–глубина проточной части отстойника по местным условиям не должна превышать 2 м, рекомендуемая скорость протекания жидкости v р = 5 мм / с.

Рис. 6. Гидравлическая крупность частиц осадка.

Расчет:

1) Требуемый эффект осветления сточных вод в %:

Э = Сen - Cex ×100 = 500 -100 ×100 = 80%

2)Согласно графику кинетики осаждения следует, что для получения такого эффекта требуется задержать частицы взвеси с гидравлической крупностью, U0 ≥ 0,5 мм/с.

3)Длина участка l1 после которого высота проточного слоя в

отстойнике достигает расчетной его глубины H = 2м , определяется по следующей формуле:

l1 = 1,15 H − h0

k

где:

h0 — высота движущегося слоя в начале отстойника; при впуске жидкости через переливной желоб h0 = 0,25м;

k — опытный коэффициент, зависящий от средней скорости vh , определяется по графику на рис. 7.

Для определения коэффициента k необходимо определить величину средней глубины, потока hср и средней скорости потока v1 на участке l1 по следующим выражениям:

По графику на рис. 7 при v1 = 9,5мм/ с, k = 0,16 , тогда:

Продолжительность протока жидкости на участке

t1 = l1 = 8100 = 850 сек = 0,24 ч v1 9,5

15

u2 – скорость осаждения частицы в потоке, движущемся со скоростью v р = 5 м / с ;

ω2 – добавочное сопротивление для осаждающейся частицы в потоке, движущемся со скоростью v р = 5 м / с .

По графику на рис. 8 при v = 5 м / с , ω2 = 0,01мм/ с.

в) за время частица переместится по горизонтали на расстояние l2 : l2 = t2 × v р = 3286 × 0,005 » 16,4 м

5. Длина участка повышенных скоростей в конце отстойника l3 определяется по формуле:

l р = l1 + l2 + l3 = 8,1 + 16,4 + 3,5 = 28 м

Полупогруженная перегородка в начале отстойника устанавливается на расстоянии 0,5÷1,0 м от водослива водоподводящего лотка, а вторая — на 0,2÷0,3 м от водослива конце отстойника. Принимая суммарное расстояние до полупогруженных перегородок —1,3 м получим общую длину отстойника:

L р = 28 + 1,3 = 29,3 м

Ориентируясь на типовой проект горизонтального отстойника 902-2-240, принимаем L = 30 м.

Ширина отстойника:

Принимаем 2 секции отстойника шириной по 9 м. Суточное количество выпадающего осадка при Э = 80%:

Вес осадка:

Объем осадка с влажностью 97% и объемным весом γ = 1,2 т / м3 :

17

гидроэлеватором или самотеком через донныеклапаны. На рис. 9 приведена конструкция нефтеловушки.

Институтом «Союзводканалпроект» разработаны типовые нефтеловушки на производительность от 5 л/с до 220 л/с. Основные характеристики типовых нефтеловушек приведены в табл. 3.

В многоярусных нефтеловушках использован принцип тонкослойного отстаивания, который осуществляется делением рабочего объема нефтеловушки на ярусы параллельными пластинами или трубчатыми блоками. На рис. 10 представлена схема секции тонкослойной нефтеловушки с параллельными пластинами. Отстаивание жидкости в тонком слое происходит при движении ее с ламинарным режимом, что обеспечивает высокий эффект очистки, повышает коэффициентиспользования объема и сокращает продолжительность отстаивания (до нескольких минут).

Союзводоканалпроектом разработаны типовые проекты тонкослойных нефтеловушек на производительности 300, 450 и 600 м3/ч с размерами секций

B× L× H = 2×18×2,3 м.

Таблица 3.

Характеристика типовых нефтеловушек

Рис. 9. Нефтеловушка.

19