5.2 Решение задач

Задача 1

Определить размеры решетки и потери напора в ней для очистной станции со средней производительностью Q_ср.сут., м³/сут. Ширина прозоров b, мм; толщина стержней S, мм; глубина воды перед решеткой h₁, м; средняя скорость движения воды в прозорах решетки υ_р, м/с. Предприятие работает Т часов в сутки. Условно принять В_к=В. Зарисовать схему установки решетки.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5
Qср.сут., м3/сут	100000	80000	75000	10000	50000
b, мм	16	20	20	16	16
h1, м	1,4	1,5	1	0,8	0,9
S, мм	8	10	12	8	10
υр, м/с	1,0	0,9	0,8	0,9	1,0
Т, ч	24	16	24	16	24
Форма поперечного сечения стержней	Прямоугольная		Круглая		Прямоугольная с закругленными ребрами

Задача 2

Рассчитать количество загрязнений, улавливаемых решетками очистной станции, на которую поступает смесь производственных Q_{ср.сут.пр.}, м³/сут и бытовых сточных вод Q_{ср.сут.быт}, м³/сут. Ширина прозоров решетки – b, мм. Удельное содержание отбросов в производственной сточной воде m_пр, л/м³;плотность – ρ_пр, кг/м³. Удельное среднесуточное водоотведение на одного жителя n, л/сут. Обосновать выбор способа очистки решетки. Определить количество дробилок.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5
Qср.сут.пр., м3/сут	50000	40000	90000	60000	20000
Qср.сут.быт., м3/сут	8000	5000	1600	2000	1000
ρпр, кг/м3	650	800	860	800	680
mпр, л/м3	0,05	0,08	0,04	0,1	0,25
b, мм	20	20	25	20	16
n, л/сут	250	230	200	350	300

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6. РАСЧЕТ ОТСТОЙНИКОВ

6.1 Теоретическая часть

Улавливание из сточных вод нерастворенных загрязнений выполняют отстойники, которые подразделяют на отстойники периодического действия (контактные) и непериодического действия (проточные). В практике очистки сточных вод применяют в основном отстойники непрерывного действия.

По направлению движения жидкости в сооружении отстойники подразделяют на два основных типа: горизонтальные и вертикальные. Для очистки сточных вод широко используют также радиальные отстойники, которые являются разновидностью горизонтальных отстойников.

Рисунок 6.1 – Схема горизонтального отстойника

В зависимости от назначения в технологической схеме очистной станции отстойники подразделяют на первичные и вторичные. Первичные отстойники служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на биологическую или физико-химическую очистку. Вторичные – для осветления сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку.

Выбор типа и количества отстойников при проектировании производится на основании технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Отстойники различных типов целесообразно применять при следующих условиях: вертикальные отстойники – при производительности очистной станции до 20000 м³/сут; горизонтальные – при производительности очистной станции выше 15000 м³/сут; радиальные – при производительности очистной станции выше 20000 м³/сут.

Отстойники всех типов выполняют из монолитного или сборного железобетона. В отдельных случаях они могут быть кирпичными.

При расчете горизонтальных отстойников (рисунок 6.1) вначале следует определить ширину отделений В, м, отстойника:

(6.1)

где q – максимальный расход сточных вод, м³/с;

n – количество отделений;

h₁ – глубина проточной части отстойника, м;

υ – средняя скорость движения сточных вод, м/с.

Длину отстойника L, м, рекомендуется определять по формуле

(6.2)

где k – коэффициент, равный 0,5;

u_o – скорость осаждения расчетных частиц (соответствующая заданному эффекту осветления воды) взвесей в мм/с, определяемая по формуле

(6.3)

где t – продолжительность отстаивания воды в цилиндре высотой h=500мм, соответствующая заданному эффекту осветления воды;

α – коэффициент, учитывающий влияние температуры воды на ее вязкость (таблица 6.2);

m – коэффициент, зависящий от свойств взвесей;

h₁ – глубина проточной части отстойника, м;

ω – вертикальная турбулентная составляющая скорости движения сточных вод, мм/с (таблица 6.1).

Таблица 6.1 – Значения вертикальной турбулентной составляющей скорости движения сточных вод

υ, мм/с	5	10	15	20
ω, мм/с	0	0,05	0,1	0,5

Радиус R, м, вертикальных, радиальных и с вращающимися сборно-распределительными устройствами отстойников:

(6.4)

где k – коэффициент, зависящий от типа отстойника (0,35 – для вертикальных; 0,45 – для радиальных; 0,85 – с вращающимся сборно- распределительным устройством);

u_о – скорость осаждения расчетных частиц взвесей, м/с, определяемая также по формуле 6.3.

Проверку скорости движения воды на половине радиуса радиального отстойника υ_ф, м/с, следует производить по формуле

(6.5)

где R – радиус отстойника, м.

В случае различия значений υ_ф и υ необходимо повторить расчет величины радиуса отстойника R.

На рисунке 6.3 представлена схема вертикального отстойника, в который очищаемая сточная вода поступает по трубопроводу 5 в кольцевую зону, образованную цилиндрической перегородкой 2 и корпусом 6 отстойника. В процессе вертикального движения сточная вода встречает на своем пути отражательное кольцо 7 , направляющее поток воды во внутреннюю полость перегородки 2, а твердые частицы оседают в шламосборник 8. Очищенная сточная вода поступает в кольцевой водосборник 3 и через трубопровод 1 выводится из отстойника. Осадок, скапливающийся в шламосборнике 8, периодически удаляется из него через трубопровод 4. Вертикальные отстойники рассчитывают так же, как и горизонтальные.

Рисунок 6.2 – Схема радиального Рисунок 6.3 – Схема вертикального

отстойника отстойника

Широкое применение для очистки производственных сточных вод находят радиальные отстойники, обладающие высокой производительностью.

Очищаемая сточная вода (рисунок 6.2) по входному патрубку 1 с расширяющимся диаметром сечения на выходе поступает в отстойник и движется в радиальном направлении. Увеличение выходного диаметра патрубка обеспечивает при заданном расходе уменьшение скорости истечения сточной воды из трубопровода и, следовательно, увеличение вероятности ламинарного осаждения твердых частиц в отстойнике. Очищенная сточная вода по отводящим трубопроводам 2 направляется для дальнейшей обработки, а шлам направляется в шламосборник 3 вращающимся скребком 5 и через канал 4 периодически удаляется из отстойника.

Количество задержанного осадка (по массе) Q_сух, т/сут, определяют по формуле

(6.6)

где С_о – концентрация взвешенных веществ в воде, мг/л;

Э – эффект осветления воды в отстойниках, доли ед.;

Q_ср.сут – средний суточный расход сточных вод, м³/сут.

Объем осадка V_ос, м³/сут

(6.7)

где W – влажность осадка, %;

ρ_о – плотность осадка, т/м³.

Таблица 6.2 – Значение коэффициента α, учитывающего влияние температуры воды на ее вязкость

Минимальная среднемесячная температура сточных вод, 0С	60	50	40	30	25	20	15	10	5	0
Коэффициент α	0,45	0,55	0,66	0,8	0,9	1	1,14	1,3	1,5	1,8

Таблица 6.3 – Значение для отстойников различных типов

Высота отстойника Н, м	Значение для отстойников различных типов
	вертикальных	радиальных	горизон-тальных	с вращающимся распределитель-ным устройством
1 1,5 2 3 4 5	- - 1,11 1,21 1,29 -	- 1,08 1,16 1,29 1,35 1,46	- 1,11 1,19 1,32 1,41 1,5	1,14 1,27 - - - -