Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование водопроводных очистных сооружений. Учебное пособие
.pdf
кам
кам
, м2. (7.4)
кам
Расчетная высота камеры должна быть не менее 1,5 м. Для
обеспечения лучшего контакта воды с вводимыми реагентами камера
по высоте делится вертикальными перегородками, которые
поочередно не доходят до противоположной стороны на 1-1,5 м.
Вертикальные перегородки устраивают перпендикулярно длинной
стороне камеры на расстоянии 1-1,5 м друг от друга.
Превышение уровня воды во входных камерах
над уровнем в КО
определяют по формуле:
где h
0,8·з
у
– предельно допустимая потеря напора в слое загрузки,
з
, м, (7.5)
с
принимаемая равной высоте слоя, м;
– сумма всех потерь напора по пути движения воды от начала
h
с
входной камеры до загрузки КО, м.
Отвод воды из входных камер на КО должен быть ниже уровня
воды в них не менее чем на 2 м [4, п. 9.98].
В камерах и трубопроводах должна быть исключена возможность
насыщения воды воздухом.
Пример 7.2. Выполнить расчет
контактной камеры по условиям
примера 7.1.
Площадь контактной камеры принимаем равной площади ванны
без учета ширины каналов и толщины стенок:
3,6 2 · 0,2·8,82·0,226,88 м
кам
2
.
Объем контактной камеры принимаем из условия нахождения
в ней воды в течение 5 мин по формуле 7.3:
кам
·
·
112,1 м
3
.
Высота контактной камеры по формуле 7.4 будет:
кам
,
4,17 м
,
2
.
Камеру устраиваем из двух отделений шириной 1,5 и длиной 8,4 м.
В отделениях перпендикулярно длинной стороне устанавливаем
по пять вертикальных стенок, не доходящих до противоположной
91
стороны на 0,7 м. Расстояние между перегородками принимаем 1,68 м
и от торцевых стенок – 0,84 м.
Расход воды, поступающей в каждое отделение контактной
камеры, равен 185 л/с.
Диаметр труб, подающих воду в отделения камеры и отводящих
воду к смесителям, принимаем d
= 400 мм (наружный диаметр
у
426 мм). Скорость составит V = 1,37 м/с.
7.3. Конструкции контактных осветлителей
Применяют два типа контактных осветлителей КО-1 и КО-3.
Контактные осветлители КО-1 (без поддерживающих слоев)
оборудуются безгравийной трубчатой распределительной системой
(БТРС) для промывки загрузки водой. Сбор и отвод промывной воды
в них предусматривается с помощью желобов.
Осветлители
КО-3 (с поддерживающими слоями) оборудуются
двумя трубчатыми распределительными системами, подающими воду
и воздух для промывки. Отвод промывной воды в них –
горизонтальный, с пескоулавливающим желобом.
КО-1 применяют для очистки природных вод с небольшой
цветностью и мутностью, малым содержанием планктона.
В остальных случаях рекомендуется применять КО-3.
Скорости фильтрования рекомендуется применять [4, п. 9.101]
для контактных
осветлителей (КО):
• без поддерживающих слоев (БПС):
4-5 м/ч – при нормальном режиме;
5-5,5 м/ч – при форсированном режиме.
• с поддерживающими слоями (СПС):
5-5,5 м/ч – при нормальном режиме;
5,5-6 м/ч – при форсированном режиме.
Меньшие значения скоростей рекомендуется принимать при
очистке воды для хозяйственно-питьевых нужд.
92
Крупность зерен песка, гравия и толщины слоев загрузки
необходимо принимать согласно [4, п. 9.100]. Рекомендуемые
параметры приведены в табл. 7.3.
Таблица 7.3
Характеристика загрузки контактных осветлителей [4, табл. 17]
Высота гравийных и песчаных слоев, м,
Показатели зерен
для осветлителя:
БПС СПС
Крупность, мм:
40–20 – 0,2–0,25
20–10 – 0,1–0,15
10–5 – 0,15–0,2
5–2 0,5–0,6 0,3–0,4
2–1,2 1,0–1,2 1,2–1,3
1,2–0,7 0,8–1,0 0,8–1,0
Эквивалентный диаметр,
1,0–1,3 1,0–1,3
мм
Примечания:
1. Для осветлителей СПС верхняя граница гравия крупностью 20–40 мм
должна быть на уровне верха труб распределительной системы. Общая высота
загрузки должна быть не свыше 3 м.
2. Для загрузки КО следует принимать гравий и кварцевый песок, а также
другие материалы, отвечающие требованиям п. 9.79 [4], с плотностью 2,5–3,5
3
.
г/см
7.4. Расчет контактных осветлителей
Общую площадь КО определяют с учетом сброса первого
фильтрата по формуле:
93
, м2, (7.5)
н
3
/сут;
КО
ст·нпр·прпр·нст·
где Q – полезная производительность станции, м
– продолжительность работы станции в течение суток, ч;
Т
ст
Vн – расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме,
3
/ч;
м
– количество промывок одного КО в сутки при нормальном
n
пр
режиме эксплуатации;
– удельный расход воды на одну промывку одного КО, м3/м2;
q
пр
τ
– продолжительность простоя КО в связи с промывкой,
пр
принимаемая 0,33 ч при промывке водой и 0,5 ч – при водовоздушной
промывке;
τ
– продолжительность сброса первого фильтрата, принимаемая
ст
согласно [4, п. 9.104], при промывке очищенной водой – 10-12 мин,
неочищенной – 12-15 мин.
Продолжительность промывки принимают 7-8 мин,
2
интенсивность подачи воды – 15-18 л/(с⋅м
).
Для промывки контактных осветлителей рекомендуется
использовать очищенную воду, которая должна находиться в емкости
для хранения промывной воды. Подача воды для этих целей
непосредственно из трубопроводов и резервуаров чистой воды не
допускается.
В отдельных случаях для промывки КО допускается [4, п. 103]
использовать неочищенную воду при условии, что она предварительно
подвергалась очистке на
барабанных сетках (или микрофильтрах)
и обеззараживанию, а также отвечает следующим требованиям:
мутность – не более 10 мг/л, коли-индекс – до 1000 ед./л.
Водовоздушную промывку КО-3 предусматривают в три этапа:
− взрыхление загрузки (воздухом интенсивностью
2
18-20 л/(с⋅м
− совместная водовоздушная промывка (при подаче воды
интенсивностью 18-20 л/(с⋅м
) в течение 1-2 мин);
2
) и воды 3-3,5 л/(с⋅м2) в течение
6-7 мин);
− дополнительная промывка (водой интенсивностью
2
6-7 л/(с⋅м
) в течение 5-7 мин).
Период сброса первого фильтрата принимают при промывке:
94
• очищенной водой – 5-10 мин,
,
и
й
• неочищенной – 10-15 мин.
Рекомендации по расчету водовоздушной промывки (устройства
для подачи и распределения воды и воздуха, системы
горизонтального отвода промывной воды) приведены в [9, 15].
В КО-1 устраивают БТРС с приваренными вдоль дырчатых труб
боковыми шторками, между которыми привариваются поперечные
перегородки, разделяющие подтрубное пространство на ячейки.
Отверстия (диаметр принимают
10-12 мм) в дырчатых трубах
располагают с шагом 150-200 мм, в два ряда в шахматном порядке.
Они должны быть направлены вниз под углом 30 ° к вертикальной
оси трубы.
Проектируют БТРС в соответствии с рекомендациями
[4, п. 9.105]. В табл. 7.4 приведены рекомендуемые параметры этой
системы.
Таблица 7.4
Основные параметры БТРС [4, табл. 18]
Диаметр
труб
ответвлений
мм
Отношение
суммарной
площади
отверстий к
площади
осветлителя,
между осям
осветлителя
труб
ответвлений
Расстояния, мм
от дна
до низа
шторок
ответвлени
от низа
между
шторок до
поперечными
оси труб
перегородками
%
75 0,28–0,30 240–260 100–120 155 300–400
100 0,26–0,28 300–320 120–140 170 400–600
125 0,24–0,26 350–370 140–160 190 600–800
150 0,22–0,24 440–470 160–180 220 800–1000
Примечание. Скорость на входе в трубы ответвлений при промывке КО
следует принимать 1,4–1,8 м/с.
Сбор промывной воды в контактных осветлителях КО-1
предусматривают желобами, которые проектируют в соответствии
с [4, п.п. 9.93-9.94].
95
Каналы и коммуникации для подачи и отвода воды, баки
и насосы для промывки КО надлежит проектировать согласно [4, п.п.
9.89, 9.91], при этом низ патрубка, отводящего осветленную воду из
КО, должен быть на 100 мм выше уровня воды в сборном канале при
промывке.
Трубопроводы отвода осветленной и промывной воды
предусматривают на отметках, исключающих
возможность
подтопления КО во время рабочего цикла и при промывках [4,
п. 9.107].
Для опорожнения КО на нижней части коллектора
распределительной системы предусматривают трубопровод с запорным
устройством диаметром, обеспечивающим скорость нисходящего
потока воды в осветлителях: СПС – не более 2 м/ч, БСП –
не более 0,2 м/ч. При опорожнении осветлителей БПС
предусматривают устройства, которые предупреждают
вынос
загрузки.
Промывка загрузки, как правило, осуществляется из
возвышенного резервуара (башни). Вода в резервуар закачивается
насосом из резервуара чистой воды. Напор насоса определяется
высотой и местом расположения возвышенного промывного
резервуара (формула 6.111).
Отметка дна промывного резервуара над кромкой сборных
желобов осветлителя должна быть выше отметки желобов на
величину суммы потерь напора:
в распределительной системе
осветлителя (определяются по формулам 6.104-6.106),
в фильтрующем слое (принимаются равными высоте слоя загрузки),
в трубопроводе, подводящем промывную воду к КО от промывного
резервуара (определяются по формуле 6.110); на первоначальное
загрязнение загрузки (принимаются 1,5-2,0 м).
Промывной резервуар, как правило, располагают на самой
высокой отметке земли генплана очистных сооружений.
96
В промывном резервуаре должен храниться объем воды на одну
дополнительную промывку. Таким образом, требуемый его объем
можно определить по формуле:
пром.р
, м3, (7.6)
···
где n – количество промывок, шт.;
q – расход воды на одну промывку, л/с;
t – длительность промывки, мин.
В промывной резервуар подкачка воды должна осуществляться
насосом из резервуара чистой воды. Необходимый напор этого насоса
должен быть равным:
здесь H
нас
– геометрическая высота подъема воды от среднего уровня
геом
геом
н.т
, м, (7.7)
з.н
воды в РЧВ до максимального уровня воды в промывном резервуаре;
– сумма потерь напора, в напорном трубопроводе от насосной
h
н.т
станции до промывного резервуара, м;
– запас напора, м, принимается 2,0-3,0 м;
h
з.н
Производительность насоса подкачки определяется
в зависимости от интервала между промывками по формуле:
где Т
пр·КО·КО·
нас
ст
– время работы станции в течение суток, ч;
ст
– количество промывок одного КО в сутки при нормальном
n
пр
пр
, м3/ч, (7.8)
режиме эксплуатации;
– удельный расход воды для промывки КО, м3/м2;
q
пр
– количество КО, м2;
N
КО
– площадь одного КО, м2.
f
КО
Пример 7.3. Требуется рассчитать контактные осветлители для
станции с полезной производительностью 32000 м
3
/сут.
Продолжительность работы станции в течение суток – 24 ч.
Принимаем контактные осветлители типа КО-1 без
поддерживающих слоев с безгравийной трубчатой
распределительной системой (БТРС). Крупность загрузки и толщину
фильтрующего слоя принимаем в соответствии с рекомендациями,
97
приведенными в табл. 7.3. Эквивалентный диаметр зерен кварцевого
песка принимаем 1-1,3 мм, общую высоту загрузки – 2,6 м.
Скорость фильтрования принимаем при нормальном режиме
4 м/ч, при форсированном режиме – 5 м/ч [4 п. 9.101]. Количество
промывок каждого контактного осветлителя в течение суток –
3. Промывку предусматриваем очищенной водой из промывного
резервуара с разрывом струи. Принимаем режим промывки
контактных
интенсивность – 15 л/(с⋅м
осветлителей [4, п. 9.104]: продолжительность – 8 мин,
2
), продолжительность сброса первого
фильтрата – 12 мин.
Находим удельный расход воды на одну промывку одного
контактного осветлителя по формуле 6.81:
0,06 · 15 · 87,2 м
пр
3/м2
.
Общая площадь контактных осветлителей по формуле 7.5 равна:
КО
··,,··
470,3 м
2
.
Количество контактных осветлителей (КО-1) ориентировочно
определяем по формуле 6.82:
470,3
√
КО
2
10,8.
Принимаем двухрядное расположение КО-1 и количество их,
равное 10 шт.
Проверяем по формуле 6.83, чтобы скорость при форсированном
режиме не превысила принятую (5 м/ч):
ф
4,44 м/ч < 5,0 м/ч.
·
Условие выполнено. Принимаем для расчета 10 КО-1.
Площадь одного контактного осветлителя будет равна
(формула 6.84):
КО
,
47,03 м
2
.
Принимаем КО-1 с центральным каналом, разделяющим его на
2 отделения по длине. Ширину контактного осветлителя принимаем
98
В = 6 м, длину – L = 7,9 м, ширину канала – 1 м. При принятых
размерах площадь фильтрования будет:
6·7,947,4 м
КО
2
.
Длина отделения при ширине 6 м равна 3,95 м без учета толщины
стенок осветлителя.
Расход воды на промывку КО-1 по формуле 6.88 равен:
3
47,4 · 15711 л/с = 0,711 м
/с.
Расчет распределительной системы выполняем на подачу
промывной воды.
Принимаем расстояние между боковыми ответвлениями БТРС
300 мм (0,3 м). Количество боковых ответвлений при ширине
КО-1 6 м равно (формула 6.89):
отв
·240 шт.
,
Расход воды, поступающей на одно боковое ответвление по
формуле 6.90, будет:
др
17,8 л/с.
Принимаем диаметр бокового ответвления по скорости движения
воды в его начале. При диаметре d
= 100 мм V = 1,76 м/с. Параметры
у
БТРС назначаем по табл. 7.4:
• суммарная площадь отверстий – 0,27 %;
• расстояния:
от дна осветлителя до низа шторок – 120 мм;
от низа шторок до оси трубы ответвлений – 170 мм,
между поперечными перегородками шторок – 400 мм.
Суммарная площадь отверстий БТРС КО-1 по формуле
6.91 составит:
∑
отв
,·,
0,128 м
2
.
Принимаем диаметр отверстия 10 мм (0,01 м). Площадь одного
отверстия составит
0,785 · 0,010,0000785 м
отв
2
. Их общее
количество в дренаже (формула 6.92) будет:
,
др
,
1630,6 шт.
99
Принимаем 1630 отверстий.
Число отверстий на каждом ответвлении по формуле 6.93:
40,7541 шт.
др
Отверстия располагаем в два ряда в шахматном порядке под
углом 30 ° к вертикальной оси тр. При длине ответвления 3,95 м шаг
отверстий составит (формула 6.94):
отв
0,193 м. (должно быть в пределах 150-200 мм).
·,
Для отвода промывной воды при промывке КО и сбора
осветленной воды при фильтровании предусматриваем сборные
желоба пятиугольной формы. Принимаем расстояние между ними
2,0 м. Тогда их количество по формуле 6.95 равно:
жел
·26 шт.
Расход промывной воды на один желоб (формула 6.96) будет:
жел
·
0,1185 м
Принимаем желоб с отношением а
жел
3
/с.
= 1, тогда его ширина
по формуле 6.97 составит:
0,62 м.
жел
2,1·
,
,
Принимаем толщину стенки δ = 0,05 м, тогда высота желоба
будет:
• прямоугольной части (формула 6.98):
0,75 · 0,62 0,46 м;
пр
• полезная (формула 6.99):
полез
1,25 · 0,62 0,77 м;
• полная полезная (формула 6.100):
полн
По [4, табл. 16] принимаем а
0,77 0,05 0,82 м.
= 25 %. Расстояние от поверхности
з
фильтрующей загрузки до кромок желоба составит (формула 6.101):
,·
жел
0,30,95 м.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]