3.4 Расчет горизонтального отстойника с тонкослойным модулем, работающего по перекрестной схеме удаления осадка

При расчете отстойника, работающего по перекрестной схеме (рис. 4) расчетными величинами являются длина яруса L_bl и производительность отстойника q_set. Длина яруса L_b, м, определяется по формуле:

,

где _w - скорость потока воды в ярусе отстойника, мм/с, применяемая по табл. 31 СНиП 2.04.03-85;

h_ti - высота яруса, м, по табл. 31 СНиП 2.04.03-85 (при высоких концентрациях загрязнений рекомендуется принимать большие значения);

k_dis, - коэффициент сноса выделенных частиц (при плоских пластинах k_dis = l,2; при рифленых пластинах k_dis = 1);

Uо - гидравлическая крупность, задерживаемых частиц которую рекомендуется определять в слое, равном высоте яруса h_ti.

Производительность отстойника q_set определяется по формуле

q_set = 7,2K_set H_bl L_bl B_bl U_o/K_dis h_ti,

где B_bl - ширина тонкослойного блока, назначается из допустимого прогиба листа, выбранного для тонкослойного блока (= 3-5мм) при наклоне под углом сползания осадка.

Строительная ширина В_стр, м, отстойника определяется по формуле

В_стр = 2В_bl+b₁+2b₂,

где b₁ - 0,25 м, b₂ - 0,05-0,1 м.

После определения длины яруса отстойника l_bl, исходя из возможных размеров материала, применяющегося для параллельных пластин, назначаются длина пластины в ярусе и количество блоков (модулей), располагаемых по одной прямой.

Обязательным условием, выполняемым при конструировании отстойника, должна быть плотная стыковка соответствующих пластин в рядом устанавливаемых блоках (модулях). Строительная высота отстойника Н_стр. м (см. рис. 4) определяется по формуле

Н_стр = Н_bl+h₃+h_м+0,3,

Рис. 4 Схема тонкослойного отстойника, работающего по перекрестной схеме удаления осадка.

где h₃ - высота, необходимая для расположения рамы, на которой устанавливаются блоки (h₃ = 0,2-0,3 м; h_м = 0,l м).

Строительная длина тонкослойного отстойника L_cтp (см. рис. 4) определяется по формуле

L_стр = L_bl;+l₁+l₂+2l₃+l₄.

Зона длиной l₁ служит для выделения крупных примесей Объем зоны рассчитывается на 2-3-минутное пребывание потока

l₁ = q_sett/(60H_blB_cтpK_set),

где K_set - коэффициент использования зоны, принимаем равным 0,3; при применении пропорционального устройства l₂ = 0,2 м, если распределение осуществляется дырчатой перегородкой l₂ = 0; l₃ = 0,2-0,25 м; l₄ = 0,15-0,2 м.

Расчет взят из пособия к СНиП 2.04.03-85 «Проектирование сооружений для очистки сточных».

Перед отстойником рекомендуется в очищаемую воду вводить флокулянт. В качестве флокулянта рекомендуется использовать полиакриламид (ПАА). Доза флокулянта определяется экспериментальным путем, но для предварительных расчетов мы принимаем ее по (1) 0,3 мг/л.

Исходные данные:

• Суточный расход сточных вод - Q_сут = 800 м³/сут;

• Часовой расход сточных вод: q_час= 50 м³/час;

• Исходная концентрация механических примесей - 110 мг/л;

• Допустимая концентрация механических примесей в очищенной воде – 15 мг/л;

По кривым кинетики отстаивания в слое воды, равном высоте яруса h_ti = 0,1 м, находится, что гидравлическая крупность механических взвесей, которые требуется выделить, составляет:

U₀ = 1000h_ti/t = (1000^.0,1)/250 = 0,4 мм/с.

Расчет отстойника нужно вести на задержание частиц крупностью 0,4 мм/с.

Из условия количества загрязнений в сточных водах (110 мг/л) принимается высота яруса в отстойнике h_ti = 0,2 м (табл. 31, /1/). Для обеспечения условий сползания осадка по пластинам, угол наклона пластин принимается равным 45°. В качестве материала пластин по имеющимся возможностям будет использована листовая сталь= 3 мм. Задавшись скоростью потока в ярусе отстойника (табл. 31 СНиП 2.04.03-85)= 5 мм/с, определяем длину яруса:

.

Из условия допустимого прогиба (= 3-5 мм) наклоненной под углом 45° пластины принимается ширина блокаB_bl = 0,75 м. Таким образом, максимальная ширина пластины в блоке будет:

B_bl = 0,75 ^.1,41 = 1,06 м

Задается высота блока с параллельными пластинами H_bl = 1,5 м.

По формуле (35) /1/ определяем производительность одной секции тонкослойного отстойника с двумя рядами блоков (см. рис. 4)

q_set = 7,2^.0,8^.1,5^.3^.0,75^.= 32,4 м³/ч.

Проверяем скорость потока в ярусе отстойника при использовании поперечного сечения на 80% K_set = 0,8 (табл. 31, СНиП 2.04.03-85)

Приведенный расчет показывает, что исходные величины выбраны верно. Строительная ширина секции отстойника рассчитывается:

В_стр = 2В_bl+b₁+2b₂ = 2х0,75+0,25+2х0,05 = 1,85 м;

Н_стр = Н_bl+h₃+h_м+0,3= 1,5+0,2+0,1+0,3 = 2,1 м.

Длина зоны грубой очистки l_i:

.

Строительная длина секции L_cтp:

L_cтp = L_bl+l₁+l₂+2l₃+l₄ = 3+1,3+0,2+2^.0,2 +0,15 = 5,05 м.

Исходя из общего количества сточных вод определяется количество секции тонкослойного отстойника N = q_час/q_set = 50/32,4 = 1,54 2 секции.

В соответствии с п. 6.58. /1/ уточняется количество секций.

Из условия выбранного материала для пластин (листовая сталь = 3 мм) и облегчения массы блока, исходя из расчетной длины ярусного пространства (Lы = 3 м), принимаем длину блока (модуля) 1,5 м. Таким образом, в каждом ряду будет располагаться по 2 блока (модуля).

Количество выделяемого осадка влажностью W = 96 % определяется по формуле (37) п. 6.65 /1/:

.

Далее принимается метод удаления осадка из отстойника. В данном случае, так как тонкослойный отстойник рекомендуется располагать над поверхностью земли, целесообразно принять многобункерную конструкцию отстойника с удалением осадка под гидростатическим напором.

Табл. 6

Эффективность электрокоагулятора:

Показатель	Эффективность
ХПК	90 %
БПКполн	90 %
Взвешенные вещества	85 %
Сухой остаток	80 %

Расход СВ от промышленного предприятия q = 800 м3/сут
Показатели	Концентрация загрязнений до электрокоагуляционной установки и отстойника	Концентрация загрязнений после электрокоагуляционной установки и отстойника
Взвешенные вещества, мг/л	245	37
Сухой остаток, мг/л	1500	300
ХПК, мгО2/л	1400	140
БПКполн, мгО2/л	1200-25%=900	90
Жиры, мг/л	50-90%-5	5