3.2. Расчёт основного оборудования
Фонд рабочего времени:
Режим работы предприятия непрерывный — 365 дней.
Общий расход сточных вод за год составил:
Qобщ = 161.42 тыс.м3 / год
Qм3/ч
= 
= 18.43 м3/ч
Qм3/ч
= 
= 0.00512 м3/с
3.2.1. Расчёт решетки
Решётки применяются для улавливания крупных нерастворимых, плавающих загрязнителей, которые могут засорить трубы и каналы.
Решетки бывают неподвижными, подвижными, а также совмещенными с дробилками. Наибольшее распространение имеют неподвижные решетки. Решетки изготовляют обычно из металлических стержней или прутков и устанавливают на пути движения очищаемых вод под углом 60-90°. Зазоры между ними равны 16-19 мм. Стержни могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Стержни с круглым сечением имеют меньшее сопротивление, но быстрей засоряются, поэтому чаще используют прямоугольные стержни, закругленные со стороны входа воды в решетку. Толщина стержней (S) составляет 8-15 мм.
Расчет диаметра трубопровода В, м:
В
=
,
(1.1)
где
Q
- расход воды, м3/с;
ωср - средняя скорость движения воды в трубопроводе, м/с. Принимают
ωср = 0.6 – 0.8 м/с
Примем ωср = 0.7 м/с
Диаметр
трубопровода равен: В =
= 0.0965 м
Определение живого сечения трубопровода Fmp:
Fmp = Q/ ωср; (1.2)
Fmp = 0.00512/0.7 = 0.0073 м2
Обычно глубину воды h перед решеткой принимают равной диаметру трубопровода: h = B = 0.0965м.
Определение числа прозоров решетки, n:
n
,
(1.3)
где
- скорость движения воды в прозорах, м/c
; принимают
=
0.7 – 1.0 м/с.
Принимаем = 0.9 м/с
b = 0.02 м
Число
прозоров решетки равно: n
= 
= 3.24 ≈
4
Высота
решетки B
,
м, равна:
B
(1.4)
Принимаем S = 0.01 м.
Вр = 0.02*4+ 0.01*(4-1) = 0.11 м.
Из
формулы l
(1.5)
l1 = 1.34*(Вр – В) = 1.37*(0.11 – 0.0965) = 0.0185 м;
l2 = 0.5l1 = 0.5*0.0185 = 0.00925 м;
l3 ≈ 1 м;
l4
≈
0.5 м.
Живое
сечение решетки, м
Fp = Q/ (1.6)
Fp = 0.00512/0.9 = 0.0057 м2.
Определение
потерянного напора h
h
;
(1.7)
где
- коэффициент, учитывающий форму решетки
(квадратные – 2.72);
-
угол наклона решетки;
P – коэффициент, учитывающий увеличение напора и уменьшение живого сечения решетки за счет его засорения (P = 3)
hпот
=
2.72 * (0.01/0.02)4/3
*
* 
* 3 = 0.134
м.
3.2.2. Расчет усреднителя
Усреднители – аппараты, усредняющие водные потоки по объемам и концентрациям примесей. Перемешивание в усреднителях можно осуществлять с помощью барботажа воздуха или механическим перемешиванием.
Находят
объем усреднителя, м
:
V
,
(2.1)
где
V
- соответственно объем, учитывающий
возможность залпового выброса, объем,
учитывающий циклические колебания
работы аппарата и запасный объем
аппарата.
V
,
(2.2)
Где Q – расход воды, м / ч;
-
время работы аппарата, ч
(
=
0.75 ч.).
Vзап
=
18.43
* 0.75 = 14
м
Объем усреднителя для погашения залпового выброса рассчитывается по формуле:
V
,
(2.3)
где
- время залпового выброса, ч;
K
- коэффициент подавления залпового
выброса.
K
,
(2.4)
Где:
С
,
С
и
С
- максимальная, средняя и допустимая
концентрации загрязняющего вещества
соответственно, г/л.
Сср= 120.51 мг/л
С = 2Сср= 2 * 120.51 = 241 мг/л
Сдоп = 1,5 Сср = 1.5 * 120.51 = 180.77 мг/л
= 
= 2;
Принимаем
Vз.выб
=
= 8
м3.
Определяем
V
V
,
(2.5)
где
- время циклических колебаний, ч (
= 1 ч.)
Vц.кол = 0,16 * 2 * 18.43 * 1 = 6 м3
Находим
общий объем усреднителя, м
:
Vобщ = 14 + 8 + 6 = 28 м3
Примем,
что B
= L
= H
=
= 
= 3.04
м
(2.6)
Определение
площади поперечного сечения усреднителя,
м
:
F
=
,
(2.7)
где Q – расход воды, м /ч;
U
- скорость движения воды вдоль усреднителя
через поперечное сечение, мм/с (U
=
1;2.5)
n – число секций усреднителя.
F
= 
= 5.12
м2
(2.8)
Принимаем В = 3 м, тогда
Н = F/B = 5.12/3 = 1.7 м
Длина усреднителя L, м, равна:
L
= 
= 28 / 5.12 = 5.47 ≈ 5.5
м
(2.9)
Барботёр – устройство необходимое для перемешивания жидкости в усреднителе путем подачи туда воздуха (барботажа). Его нужно укладывать либо поперек усреднителя, либо пристеночно.
Определяем длину барботёра при укладке поперек усреднителя, м.
,
(2.10)
Здесь
H
- геометрическая высота усреднителя,
м.
Нг = 1.2* H = 1.2 * 1.7 = 2 м,
где H – расчетная высота усреднителя, м;
B – ширина секции усреднителя, м;
b
- расстояние от барботёра до стены
усреднителя (принимаем b
=0.1
м);
h - расстояние от барботёра до дна усреднителя (принимаем h = 0.15м).
lб = 2 + 3 – 2 * 0.1 – 0.15 = 4.65 м;
Число
барботёров N
:
,
(2.11)
где L – длина усреднителя, м;
l – расстояние между барботёрами (принимаем 2.75 м)
Nб
= 5.5 / 2.75 = 2
Расчет
удельного расхода воздуха
q
.
q
- удельный расход воздуха, приходящийся
на 1м длины барботера в единицу времени,
Вычисляем q из следующего выражения:
(2.12)
где
- минимальная глубина заполнения
усреднителя:
= 0.5Н = 0.5 * 1.7 = 0.85 м (2.13)
Выразим
из
выражения:
1
+ qв
= 
qв = – 1 (2.14)
qв
= 
– 1 = 2
м3/м2
Общий
расход воздуха
:
(2.15)
Где
- число секций усреднителя,
Qв = 2 * 4.65 * 2 = 18.6 м3/ч.