Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет и проектирование водопроводных очистных сооружений. Учебное пособие
.pdf
Диаметр отверстий в распределительных трубах принимаем
25 мм (0,025 м), тогда площадь одного отверстия составит:
отв
·
,·,
0,00049 м
2
.
Количество отверстий на одной трубе (формула 6.26):
отв
,
57 шт.
,
Шаг отверстий по формуле 6.27 равен:
·,
0,33 м.
Принимаем скорость движения воды между стенкой водослива
и подвесной перегородкой равной 0,03 м/с, тогда расстояние между
ними по формуле 6.28 составит:
,
п
,·,
0,7 м.
6.1.3. Расчет вертикальных отстойников
Вертикальные отстойники (рис. 6.2) применяются при
реагентном методе обработки воды и небольшой
3
производительности очистных сооружений (5000 м
/сут и менее)
при следующих показателях качества исходной воды:
• мутность – не более 1500 мг/л;
• цветность – до 120 град.
Площадь вертикального отстойника состоит из площадей камеры
хлопьеобразования (F
) и зоны осаждения (F
к.х
в.о.
к.х.
з.о.
):
з.о
, м2. (6.29)
Расчет отстойника заключается в определении геометрических
размеров камеры хлопьеобразования, отстойника, трубопроводов –
подающего и отводящего осадок.
Размер зоны осаждения вертикального отстойника определяют по
формуле [4, формула 7]:
где q – расчетный расход, м
3
/ч;
з.о.
об·
,·
51
, м2, (6.30)
р·р
Vр – расчетная скорость восходящего потока, мм/с, принимается
при отсутствии данных технологических изысканий не более
указанных в [4, табл. 11] величин скоростей выпадения взвеси;
– число отстойников (рабочих);
N
р
β
– коэффициент запаса, который учитывает неполное
об
использование всего объема отстойника, принимается 1,3 при
отношении диаметра к высоте отстойника – 1 и 1,5 при отношении
диаметра к высоте – 1,5.
Рис. 6.2. Вертикальный отстойник с водоворотной
камерой хлопьеобразования:
1 – подающий трубопровод; 2 – камера хлопьеобразования (КХ);
3 – распределительная решетка; 4 – отводящий лоток; 5 – зона осаждения;
6 – трубопровод для удаления (выпуска) осадка
Резервный отстойник предусматривается, если их общее число
составляет от 1 до 5.
Вертикальные отстойники проектируют, руководствуясь
требованиями [4, пп. 9.49-9.52].
Площадь камеры хлопьеобразования определяется по формуле:
к.х.
к.х.
, м2, (6.31)
к.х.
52
где Н
– высота камеры хлопьеобразования, принимается равной
к.х.
3,5-4,0 м;
– объем камеры хлопьеобразования, который определяется
W
к.х.
по формуле:
к.х.
·
·
, м3, (6.32)
р
где t – время пребывания воды в камере хлопьеобразования,
принимается 15-20 мин;
3
q – расчетный расход, м
/ч.
Диаметр камеры хлопьеобразования определяют по формуле:
к.х.
, м. (6.33)
·
к.х.
Диаметр отстойника равен:
·
в.о.
в.о.
, м. (6.34)
Высоту зоны осаждения отстойника принимают в зависимости от
высотной схемы станции (обычно H
осадка имеет конусную форму с углом 70-80
= 4-5 м). Зона накопления
з.о.
о
[4, п. 9.51].
Диаметр нижней части отстойника d принимаем конструктивно,
с учетов монтажа трубопровода для сброса осадка, который
располагается в этой части.
Высота зоны накопления при угле наклона стен к горизонту α
будет равна:
з.н.
в.о.з.н.
·
, м. (6.35)
Высота отстойника равна:
где H
в.о.
– превышение строительного размера над уровнем воды
стр
з.о.
з.н.
, м, (6.36)
стр
в отстойнике, принимается 0,5 м.
Объем конической осадочной части определяется из уравнения:
з.н.
·
з.н.
в.о.
·
з.н.
в.о.
з.н.
3
. (6.37)
, м
Период работы отстойника между сбросами осадка определяется
по формуле:
53
р
з.н.·р
·С
·
, ч, (6.38)
в
где С
фазе), г/м
– исходная концентрация взвешенных веществ, г/м3;
в
3
m – мутность осветленной воды, принимается от 8 до 15 г/м
δ
– концентрация осадка (средняя, определяемая по твердой
3
, принимается по [4, табл. 12],
;
Сбор воды после отстаивания осуществляется с помощью
желобов – 1 кольцевого и 4 радиальных. Скорость движения воды в
них должна быть V
= 0,6 м/с.
ж
Размеры кольцевого желоба определяются следующим образом.
Площадь рассчитывается по формуле:
к.ж
р·ж
·
2
, м
. (6.39)
Площадь затопленных отверстий во внутренней стенке равна:
где V
∑
о
– скорость воды в отверстиях, принимается 1,0 м/с.
о
р·о
·
2
, м
, (6.40)
Необходимое количество отверстий:
∑
о
, шт, (6.41)
о
здесь f
– площадь отверстия, м2.
о
о
Шаг отверстий в желобе принимается равным:
к.ж
, м, (6.42)
где b
·
о
– ширина кольцевого желоба, м.
к.ж
в.о.
·
о
Площадь радиального желоба определяется по формуле:
где n
р.ж
– количество радиальных желобов.
р.ж
р.ж·р·ж
·
2
, м
, (6.43)
Скорость движения воды в подводящих и отводящих
трубопроводах должна составлять V = 1,2-1,5 м/с, при выходе из
сопла – 2-3 м/с. Сопло размещают на 0,5 ниже уровня воды, при этом
необходимо выдерживать расстояние до стенок камеры не менее
0,2D
к.х
.
54
Пример 6.3. Требуется рассчитать вертикальные отстойники.
3
Производительность станции 3200 м
/сут (133,33 м3/ч). Содержание
взвешенных веществ: минимальное – 25,0 мг/л, максимальное –
172 мг/л (с учетом реагентной обработки воды). Количество
отстойников: N
= 3 рабочих и 1 резервный.
р
Расчетная скорость восходящего потока при минимальной
мутности (25,0 мг/л) составит V
максимальной (172 мг/л) V
= 1,20 · 0,45 = 0,54 мм/с. Для расчета
р
принимаем минимальную скорость V
= 1,15 · 0,35 = 0,40 мм/с, при
р
= 0,40 мм/с. Площадь зоны
р
осаждения по формуле 6.30 будет:
з.о.
,·,
,·,·
38,58 м
2
.
Принимаем t = 15 мин, тогда объем камеры (формула 6.32)
составит:
Принимаем Н
к.х.
= 3,5 м, тогда площадь камеры (формуле 6.31)
к.х.
,·
·
11,11 м
3
.
будет:
к.х.
,
3,17 м
,
2
.
Диаметр камеры (формуле 6.33) равен:
к.х.
·,
,
2,0 м.
Площадь сечения вертикального отстойника (формула 6.29):
3,17 38,5841,75 м
в.о.
2
.
Диаметр вертикального отстойника по формуле 6.34 составит:
·,
Принимаем Н
в.о.
,
= 4,8 м, тогда D/H = 7,3/4,8 ≈ 1,5, что
з.о
7,297,3 м.
соответствует требованиям [4, п. 9.49].
Сбросной трубопровод осадка принимаем диаметром 200 мм. Для
возможности его монтажа нижняя часть отстойника будет выполнена
диаметром 300 мм (d
= 0,3 м). При α = 50 ° по формуле 6.35
з.н.
определяем высоту конической части:
55
з.н.
,,
·
о
4,17 м.
о
Высота отстойника (формула 6.36) будет:
4,8 4,17 0,5 9,47 м.
в.о.
Объем зоны накопления (формула 6.37):
з.н.
,
·4,17·
,
,
,
Принимаем мутность осветленной воды 10 г/м
δ
концентрацию в осадке
= 40000 г/м3. Тогда периодичность сброса
осадка по формуле 6.38 составит:
р
,·
336,8337 ч или 14 суток.
,··
Площадь кольцевого желоба по формуле 6.39 равна:
к.ж
·,·
0,02 м
,
Сечение желоба примем 0,20×0,10.
Площадь отверстий во по формуле 6.40 будет:
∑
о
··
,
0,012 м
,
60,62 м
3
, среднюю
2
.
2
.
3
.
Принимаем отверстия с d = 20 мм (f
= 0,000314 м2), тогда их
о
количество по формуле 6.41 составит:
о
,
40 шт.
,
Шаг отверстий в желобе по формуле 6.42 будет:
,·,·,
о
0,56 м.
Площадь радиального желоба по формуле 6.42 равна:
р.ж
,
··,·
0,005 м
2
.
Принимаем радиальный желоб с поперечным сечением
0,1×0,05 м.
6.1.4. Расчет осветлителей со взвешенным осадком
коридорного типа
В соответствии с рекомендациями табл. 3.1 осветлители
применяют при мутности воды, поступающей в осветлитель от 50 до
56
1500 мг/л и цветности до 120 град. Расчет производят с учетом
годовых колебаний качества обрабатываемой воды. При отсутствии
данных технологических исследований скорость восходящего потока
в зоне осветления и коэффициент распределения воды между зонами
осветления и отделения осадка принимают по данным [4, табл. 13].
Осветлители используют на станциях с производительностью более
3
5000 м
/сут.
Площадь осветлителя складывается из площади зон осветления
(F
) и отделения осадка (F
осв
):
отд
осв
, м2. (6.44)
отд
Площадь первой зоны можно определить по формуле [6, п. 20.6]:
·
р.в.
,·
, м2, (6.45)
осв
где q – расчетный расход, м
– коэффициент распределения воды между зонами,
К
р.в.
осв
3
/ч;
принимается по [4, табл. 13];
V
– скорость восходящего потока, принимается по [4, табл. 13].
осв
Площадь второй зоны определяют по формуле [6, п. 20.6]:
отд
,·
р.в.
·
, м2. (6.46)
осв
Расчет осветлителей, также как и отстойников, проводят для двух
периодов с характерными значениями мутности. Окончательно
принимают наибольшие значения величин площадей зон осветления
и отделения осадка.
Высота осветлителя равна:
где h
осв
– высота первой зоны, принимается 2,0-2,5 м [4, п. 9.64];
з.осв
– высота от сечения, где вертикальные стенки переходят
h
верт
з.осв
тр
верт
, м, (6.47)
стр
в наклонные, до верхней границы слоя взвешенного осадка, должна
быть 1,0-1,5 м [4, п. 9.64];
– превышение стенки над расчетным уровнем воды, равно
h
стр
0,3 м [4, п. 9.64];
57
hтр – высота нижней части, имеющей трапецеидальную форму,
которую можно определить по формуле:
кор
тр
·
, м, (6.48)
здесь В
– ширина коридора в верхней части, м;
кор
а – ширина коридора в нижней части, принимается 0,4 м;
α
– центральный угол наклона стенок, принимается 60-70 °.
На рис. 6.3 представлена схема осветлителя (поперечный разрез).
Рис. 6.3. Осветлитель со взвешенным осадком коридорного типа:
1 – подающий водораспределительный дырчатый коллектор; 2 – желоба с
треугольными водосливами для сбора осветленной воды; 3 – зона осветления
воды; 4 – зона отделения осадка; 5 – осадкоприемные окна; 6 – дырчатая труба
для удаления осадка из осадкоуплотнителя; 7 – дырчатые трубы для отвода
осветленной воды из осадкоуплотнителя
Высота взвешенного осадка в осветлителе должна быть 2-2,5 м.
Осадкоприемные окна (считая от низа) располагают на 1,0-1,5 м
выше нижней трапецеидальной части.
58
Сборные лотки (трубы) в зоне осветления располагают
с интервалом не более 3 м. Стенки должны превышать расчетный
уровень воды в осветлителе на 0,3 м.
Площадь одного осветлителя должна быть не более 100-150 м
2
Один резервный осветлитель принимают, если общее их расчетное
количество от 1 до 5.
Длина коридора осветлителя определяется по формуле:
кор
осв
осв·кор·кор
, м, (6.49)
.
где n
– количество осветлителей, шт.;
осв
– количество коридоров в осветлителе (2 шт.).
n
кор
Ширина коридора зоны осаждения вычисляется по выражению:
отд
отд
осв·кор
, м. (6.50)
Высота взвешенного осадка может быть вычислена по формуле:
взв.о
верт
тр
, м. (6.51)
В нижней части коридоров зоны осветления размещают
водораспределительный дырчатый коллектор, расход воды по
которому равен:
кол
·
, м3/с. (6.52)
осв·кор
Скорость воды принимается: 0,5-0,6 м/с – при входе
в распределительные трубы, 1,5-2 м/с (V
) – при выходе из отверстий
о
дырчатых труб [4, п. 9.67]. Размер отверстий делают 25 мм и более,
с расстоянием между ними не более 0,5 м. Отверстия располагают
в шахматном порядке вниз под углом 45 ° к вертикали с обеих сторон
трубы.
Площадь отверстий коллектора определяется по формуле:
∑
о
кол
, м2. (6.53)
о
Количество отверстий:
∑
о
о
, шт. (6.54)
о
Шаг между отверстиями:
59
·
о
кор
, м. (6.55)
о
Осветленная вода собирается в зоне осветления с помощью
желобов, скорость (V
) движения воды в которых должна быть
ж
0,5-0,6 м/с [4, п. 9.69]. В желобах устраивают треугольные водосливы.
Высота водосливов принимается 40-60 мм, расстояние между их
осями 100-150 мм, угол между кромками – 60 °.
Расход воды по желобу равен:
·
р.в.
, м3/с, (6.56)
ж·кор·осв
где n
ж
·
– количество водосборных желобов, шт.
ж
Площадь живого сечения желоба равна:
ж
При соотношении высоты (h
ж
ж
, м2. (6.57)
ж
) желоба к его ширине (Bж) равным
1,5, последнюю можно определить по формуле:
ж
ж
, м. (6.58)
,
Тогда его высота будет:
1,5·
ж
, м. (6.59)
ж
Высота осветлителя, считая от центра водораспределительного
коллектора и до верха водосборных желобов, равна:
кол
, м, (6.60)
где D
осв.к
– диаметр коллектора распределительной трубы, мм.
кол
з.осв
верт
тр
Центральный угол, образуемый прямыми, проведенными от оси
водораспределительного коллектора к верхним точкам кромок
о
водосборных желобов, должен быть не более 30
. Величину этого
угла можно определить из соотношения:
кор
·
·
осв.к
ж
, м. (6.61)
Избыток взвешенного осадка в зоне осветления удаляется за счет
принудительного его отсоса через осадкоприемные окна, которые
располагают по обеим сторонам зоны отделения осадка.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]