4.3.3. Розрахунок ґрат типу су

Дослідження останніх років привели до розробки та застосування нової конструкції каналізаційних механізмів ґрат типу СУ— пристрою для затримання сміття (рис. 4.2). Стержні ґрат СУ виготовляються з нержавіючого профілю, що має в перерізі краплеподібну форму товщиною S = 4,8 мм. Прозори між стержнями в = 5,2, відстань між центрами стержнів — 10 мм. Таке конструктивне рішення дозволяє звести до мінімуму гідравлічний опір конструкції, запобігти забрудненню толокняними покидьками, збільшити затримання їх у 4—6 разів. При куті нахилу ґрат до горизонту 60° втрати напору в ґратах не перевищують 0,2 м.

Розрахунок ґрат СУ, прийнятих до складу очисних споруд, виконується на максимальну подачу (833,33 л/с) і перевіряється на мінімальну подачу (277,78 л/с) стічних вод (підрозділ 2.8).

Ґрати типу СУ влаштовуються в окремій будівлі, тут же розміщуються дробарки з бункером.

Виготовляються різних типорозмірів залежно від будівельних розмірів підвідних лотків (табл. 4.5).

Визначимо потрібну загальну площу живого перерізу робочих ґрат:

(4.16)

де v_гр — швидкість руху рідини в прозорах ґрат, м/с. У ґратах типу СУ з шириною прозорів 0,0052 м, швидкість слід приймати 0,8—1,5 м/с, що запобігає продавлюванню забруднень через прозори.

F = 0,833/1,0 = 0,833 м². (4.17)

За табл. 4.5 приймаємо ґрати марки СУ-0890. Живий переріз проціджуючого полотна однієї ґрати f = 0,44 м². Тоді кількість робочих ґрат складає:

N = F/f = 0,833/0,44 = 1,89 ≈ 2. (4.18)

Кількість резервних ґрат — 1.

Таблиця 4.5

Технічні характеристики ґрат типу су

Типорозмір ґрат	Ширина камери ґрат. Вк, мм	Повна довжина ґрат, L, мм	Довжина ґрат, занурена у потік, h, мм	Висота до опори валу, Н, мм	Ширина проці- джуючого полотна ґрат, Вгр, мм	Живий переріз проціджую-чого полотна, f, м2	Кількість прозорів, п	Радіус звороту ґрат, R, мм
1	2	8	4	5	6	7	8	9
0590	600	2950	1220	1447	392	0,25	40	2200
0790	700	2950	1220	1447	592	0,38	60	2200
0890	800	2950	1220	1447	692	0,44	70	2200
0914	900	8250	1520	1707	792	0,63	80	2500
1014	1000	8250	1520	1707	892	0,71	90	2500
1018	1000	3850	2120	2227	892	0,99	90	3100
1214	1200	3250	1520	1707	1092	0,87	110	2500
1230	1200	4670	2680	3062	1092	1,53	110	3710
1230 спарена	2600	4670	2680	3062	2384	3,34	240
1521	1510	4150	2420	2452	1392	1,76	140	3400
2018	1810	3850	2120	2192	1692	1,87	170	3100
2021	1810	4150	2420	2452	1692	2,14	170	8400

Основні показники прийнятих ґрат типу СУ-0890:

• живий переріз проціджуючого полотна f = 0,44 м²;

• ширина прозорів в = 0,0052 м;

• стержні краплеподібного перерізу товщиною S = 0,0048 м;

• ширина проціджуючого полотна ґрат В_в = 0,8 м;

• число прозорів п = 70.

Виконуємо перевірку прийнятих параметрів ґрат: ширина ґрат В_гр, м, визначається, як:

В_гр = S × (n – 1) + b × n, (4.19)

звідси

В_гр = 0,0048 × (70 - 1) + 0,0052 × 70 = 0,695 м. (4.20)

Швидкість рідини, м/с, у прозорах ґрат, яка забезпечує рух розрахункової витрати, визначимо з формули постійності ви­трат:

q_max = f × v_гр (4.21)

звідси

v_гр = q_max ×K / (b× h × n × N) (4.22)

де К — коефіцієнт, що враховує стиснення потоку граблями, дорівнює 1,05;

h — змочена довжина ґрат, яка знаходиться в потоці рідини при розрахунковій витраті і визначається з умови кута нахилу ґрати до горизонту, рівного 60°:

h = h_max/Sin 60˚, (4.23)

де h_max — наповнення в камері ґрат, однакове з наповненням у підвідному лотку, приймається за табл. 4.3.

Звідси

h = 0,7/0,865 = 0,81 м, (4.24)

v_гр= 0,833 × 1,05/(0,0052 × 0,81 × 70 × 2) = 1,48 м/с. (4.25)

Визначимо швидкість стічних вод при мінімальному притоці в розширеній частині каналу перед ґратами — камері ґрат, яка повинна бути не менше 0,6 м/с для запобігання замулювання:

V_min = q_min / (B_k × h_min) = 0,139/(0,8 × 0,24) = 0,72 м/с, (4.26)

де h_min - наповнення в каналі при мінімальному притоці, м (табл. 4.3).

Втрати напору в ґратах визначаємо за формулою:

(4.27)

де К — коефіцієнт 3, що враховує збільшення втрат напору в ґратах при забрудненні їх сміттям;

ξ — коефіцієнт місцевого опору ґрат:

ξ = β × (S/b)^4/3 × Sin α. (4.28)

Значення коефіцієнта місцевого опору Р для стержня краплеподібної форми складає: р = 0,76; ф — кут нахилу ґрат до горизонту 60°.

Звідси

ξ = 0,76 × (0,0048/0,0052)⁴/³ × 0,865 = 0,58,

h_гр = 3 × 0,58 × 1,48²/(2 × 9,81) = 0,19 м. (4.29)

На величину втрат напору, h_гр, слід понизити дно камери за ґратами.

Будівельна глибина камери ґрат визначається за табл. 4.5 / та рис. 4.2.

(4.30)

Будівельна глибина камери за ґратами збільшиться на ве­личину втрат напору h_р:

(4.31)

Визначимо розміри камери ґрат у плані:

l₁ = (B_k – B_л)/(2× tg 20˚) = (0,8 - 0,6)/(2 × 0,364) = 0,275 м, (4.32)

Рис. 4.3. Каналізаційні механізовані ґрати СУ:

1--повздовжній борт; 2-замкнені пластинкові ланцюги; 3 —граблини; 4 — стержні краплеподібної форми; 5 — нарізні муфти натягнення ланцюгів; 6 — поперечна плита рами; 7 — скидувач.

* — постійні розміру до всіх СУ.

1₂ = 2,2 м (l₂ = R, рис. 4.2, табл. 4.5),

l₃ = l₁ / 2 = 0,275/2 = 0,138 м. (4.33)

Загальна будівельна довжина камери ґрат:

L_k = l₁ + l₂ + l₃ = 0,275 + 2,2 + 0,138 = 2,61 м. (4.34)

Добову витрату покидьків, що знімаються з ґрат, визначимо за формулою:

(4.35)

де α_гр — покидьки, що затримуються ґратами СУ з шириною прогорів 0,0052 м; α_гр = 8 × (4÷6) л/(чол. × р.);

N_c — приведене населення за завислими речовинами (підрозділ 3.6).

Звідси

Ω_тр = 8 × 5 × 202718/(1000 × 365) = 22,22 м³/добу, (4.36)

що в 5 разів більше, ніж кількість покидьків, які знімаються на ґратах МГ (підрозділ 4.3.2).

Подрібнюють покидьки на дробарках молоткового типу Д-Зб, в яку подається технічна вода (після первинних або вторинних відстійників) з розрахунку 40 м³ на 1 т покидьків. Вологість Р_Д.П. складає 98—98,5 %, кількість:

Ω = 40 × Ω_тр × ρ = 40 × 22,22 × 0,75 = 666,6 м³/добу, (4.37)

де ρ — середня густина покидьків 0,75 т/м³.

Дроблені покидьки рекомендується направляти в споруди з переробки осадів або в стічну воду перед ґратами.