Расчет вихревой камеры хлопьеобразования

Вихревые камеры хлопьеобразования выполняют в виде усеченных конусов или пирамидальных резервуаров, обращенных суженной частью вниз.

Рис. 4.13. Вертикальная (вихревая) камера хлопьеобразования

1- подача воды от смесителя; 2-корпус; 3- отвод воды; 4- опорожнение.

Количество камер (N) принимают равным количеству отстойников. Расход воды приходящийся на одну камеру:

, м³ /с, (4.48.)

где Q – полная производительность станции, м³ /с.

Угол между наклонными стенками принимается α = 50^о – 70^о

Время пребывания воды в камере t = 6 – 12 минут (верхний предел для цветных вод).

Площадь верхней (цилиндрической или прямоугольной) части камеры:

, м², (4.49.)

где V₁ – скорость восходящего потока на выходе воды из камеры. Принимается в пределах 0,004 – 0,005 м/с.

Площадь отверстия в нижней части на входе воды в камеру:

, м², (4.50.)

где V₂ - скорость входа воды в камеру принимается 0,7 – 1,2 м/с

Полный объем камеры:

, м³ , (4.51.)

Диаметр верхней (цилиндрической) части камеры:

, м, (4.52.)

Диаметр нижнего входного отверстия:

, м, (4.53.)

Высота нижней (конической) части:

, м , (4.54.)

Объем нижней части:

, м³ , (4.55.)

Объем верхней части:

, м, (4.56.)

Высота верхней части:

, м, (4.57.)

Полная высота камеры с учетом строительного запаса:

, м, (4.58.)

Расчет лопастных камер хлопьеобразования (флокуляторов)

Флокуляторы применяются на водоочистных станциях большой производительности когда по условиям их расположения нецелесообразно применять другие конструкции. Перемешивание воды в этих камерах осуществляется лопастными мешалками с электроприводом, вращающимися вокруг горизонтальных или вертикальных осей (рис.4.14.).

Флокуляторы устраивают в одном комплексе с горизонтальными отстойниками. Поэтому их количество принимают равным количеству отстойников.

Ширина и глубина флокулятора принимающая равными ширине и глубине отстойника. Длина определяется по формуле:

, (4.59.)

где α - коэффициент пропорциональности равный 1.01.5;

h - глубина воды в камере, м;

n - количество лопастных мешалок, принимается 2-5.

Время пребывания воды в камере должно быть в пределах: t = 30÷60 мин. Скорость горизонтального движения воды: должна быть в пределах 0,2÷0,5м/с, а скорость вращения лопастных мешалок: 0,4÷0,55 м/с.

Рис.4.14. Схема устройства лопастной камеры хлопьеобразования

4.4. Расчет осветлителей со взвешенным осадком

Наиболее распространенными являются конструкции осветлителей со взвешенным осадком коридорного типа (рис. 4.15.).

Концентрация взвешенных веществ в воде с поступающей в осветлитель, определяется по формуле 4.42.

Рис.4.15. Схема коридорного осветлителя

1- сборные желоба; 2 – подача осветляемой воды; 3- осадкоприемные окна; 4 – дырчатые трубы для отвода осадка; 5- труба для отвода воды из осадкоуплотнителя; 6 – задвижка, регулирующая принудительный отсос воды из осадкоуплотнителя; 7- карман; 8 – отвод осветленной воды; 9 – козырьки осадкоприемных окон.

Общая площадь осветлителей определяется по формуле:

, (4.60.)

где F₁ - площадь зоны осветления, м²;

F₂ - площадь зоны отделения осадка,м².

, (4.61.)

, (4.62.)

где К- коэффициент распределения воды между зонами осветления и отделения осадка, принимается по табл.4.6.;

Q – расчетная производительность водоочистной станции,м³/с;

V₁ – скорость восходящего потока воды в зоне осветления, м/с принимается по табл.4.6.

-коэффициент снижения скорости восходящего потока воды в зоне отделения осадка, принимается 0,9.

Таблица 4.6.

Расчетные величины для осветлителей со взвешенным осадком.

Концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в осветлитель,С, г/м3	Скорость восходящего потока V1, м/с	Коэффициент распределения воды, К
50-100	0,0005-0,0006	0,9-0,8
100-400	0,0006-0,0008	0,8-0,7
400-1000	0,0008-0,001	0,7-0,65
Более 1000	0,001-0,0012	0,64-0,6

Примечание: для подготовки питьевой воды следует принимать нижние пределы V₁.

Расчетное количество осветлителей N принимается из соображения, что площадь одного осветлителя не должна превышать 100 - 150 м². При количестве осветлителей менее 6 предусматривается один резервный.

Площадь одного осветлителя:

, м² , (4.63.)

Площадь каждого из коридоров осветления:

, м² , (4.64.)

Площадь осадкоуплотнителя:

, м² , (4.65.)

Ширина коридора принимается в соответствии в соответствии со стандартными размерами блоков перекрытий: в = 2,6 м или в = 6 м длина коридора и, следовательно, длина осветлителя:

, м, (4.66.)

Ширина осадкоуплотнителя:

, м, (4.67.)

Высота слоя взвешенного осадка должна быть не менее h₁ =2,5м. Нижняя кромка осадкоприемных окон должна располагаться не менее чем на h₂ = 1-1,5м выше линии перехода наклонных стенок осветлителя в вертикальные. Угол между наклонными стенками в нижней части зоны взвешенного осадка должен составлять: ₁ =50⁰-70⁰. Высота зоны осветления (над осадкоприемными окнами) должна составлять h₃ =1,5 - 2,0м (меньшее значение - для мутных вод)

Объем зоны накопления и уплотнения осадка определяют по формуле:

, м³, (4.68.)

где q - расчетный расход осветляемый воды в одном осветлителе, м³/час;

q = Q / N

С – концентрация взвешенных веществ воде, определяется по формуле 4.42.

m - требуемое содержание взвеси в воде после осветления, принимается 8 - 12 г/м³;

T - время уплотнения осадка в осадкоуплотнителе, принимается 6 – 12 час.;

_cp-средняя концентрация взвешенных веществ в осадкоуплотнителе, г/м³_., принимается по таблице 4.7.

Таблица 4.7.

Средние концентрации взвешенных веществ в осадкоуплотнителе

Концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в осветлитель С, г/м3	Средние концентрации взвешенных веществ г/м3 в осадке после уплотнения в течение Тчас.
	6	8	12	24 и более.
50-100	8000	8500	9500	10000
100-400	24000	25000	27000	30000
400-1000	27000	29000	31000	35000
Более1000	34000	36000	38000	41000

Высота осветлителя Н, м, от центра трубы до верхних кромок желобов 1 определяется по формуле:

, м, (4.69.)

где β – угол наклона принимается равным 30^о;

в_ж - ширина одного желоба, м, определяется по формуле:

, м, (4.70.)

где q_ж – расход воды, поступающей в один желоб, м³ / час.

,м³/час, (4.71.)

где к – коэффициент распределения воды, принимается по табл.4.6.

Высота пирамидальной части коридора осветлителя определяется по формуле:

, м, (4.72.)

где а – ширина коридора осветлителя внизу, принимается 0,4 м.

Общая площадь осадкоприемных окон в осветлителе определяется по формуле:

, м², (4.73.)

где q_ок. – расход воды, поступающей со шламом в осадкоуплотнитель:

, м³/час , (4.74.)

V_ок. – скорость движения воды со шламом через окна, принимается 36 – 54 м/час.