Реферат: Типы отстойников и область их применения

где М — мутность исходной воды, г/м3; Кк — коэффициент, принимаемый для очищенного сульфата алюминия — 0,5, для нефелинового коагулянта— 1 ,2, для хлорного железа — 0,7; Дк — доза коагулянта по безводному продукту, г/м3; Ц — цветность исходной воды, град; Вя — количество нерастворимых примесей* вводимых с известью, г/м3, определяемое по формуле Ви = = Ди/Ки—Ди, где /Си — долевое содержание СаО в извести; Ди — доза извести по СаО, г/м3.

При работе горизонтальных отстойников режим движения воды в них турбулентный, т. е. наблюдается образование «взвешивающей составляющей» w,которая по П. И. Пискунову равна где m1 — коэффициент шереховатости дна и стенок отстойника; n — коэффициент равный 0,2.

Вертикальная взвешивающая составляющая, препятствующая осаждению взвеси в отстойнике, возрастает с увеличением скорости горизонтального движения воды в нем. Для ее уменьшения необходимо предусматривать меры по увеличению коэффициента объемного использования отстойника и гидравлической крупности осаждаемых примесей.

Радиальные отстойники

Радиальный отстойник — круглый в плане железобетонный резервуар (см. рис. 8.5), в который осветляемая вода подводится снизу в центр и изливается через воронку, обращенную широким концом кверху. Вокруг воронки располагается цилиндр-успокоитель радиусом 1,5 ... 2,5 м/с с глухим дном и с дырчатой стенкой, суммарную площадь отверстий которой находят при скорости движения воды в них 1 м/с, при этом диаметр отверстий принимают 40 ... 50 мм. Наличие такого цилиндра способствует более равномерному распределению воды по рабочей высоте отстойника. Вода медленно движется от центра к периферии и сливается в периферийный желоб с затопленными отверстиями или треугольными водосливами.

Для равномерного отбора осветленной воды по периметру кольцевого периферийного желоба следует в стенках его на глубине 120 ... 150 мм от поверхности воды устраивать отверстия; диаметром 25 ... 30 мм или треугольные водосливы высотой 40…60 мм, располагаемые на расстоянии 100 ... 150 мм в осях. Общую площадь отверстий подсчитывают по скорости движения воды в них 0,7 м/с. Скорость движения воды в желобе принимает 0,5 .. . 0,6 м/с.

Для удаления осадка служит медленно вращающаяся металлическая ферма с укрепленными на ней скребками, сгребающими осадок к центру отстойника, откуда он непрерывно или периодически выпускается или откачивается. Одним концом ферма опирается на опору в центре отстойника, а другим на тележку, двигающуюся по стенке отстойника.

Расчет радиального отстойника производят в следующем порядке. Устанавливают необходимый процент задерживания взвеси отстойником. Затем подсчитывают скорость выпадения взвеси и, соответствующую задержанию заданного процента ее [по формуле (8.21)], после чего определяют площадь, im2, радиального отстойника

где а=0,2 — коэффициент; q— расход воды, поступающей на отстойник, м3/с; ц=0,5 ... 0,6—скорость выпадения взвеси, мм/с; Дв.з. — площадь вихревой зоны отстойника, радиус которой принимают на 1 м больше радиуса распределительного цилиндра, где вследствие вихреобразного движения воды осаждение взвеси почти не происходит, м2.

По вычислительному значению Ар.0. находят радиус отстойника. Глубину отстойника в центре можно определить по формуле

H = h + Ri,

где 1,2 .. . 1,3 —глубина отстойника у периферийного желоба, м; R— радиус отстойника; м; t=0,04 ... 0,05 — уклон дна отстойника. Обычно глубина отстойника в центре достигает 3—3,5 м. Отстойники диаметром до 18 м устраивают с центральным приводом, а при больших размерах с периферическим.

Вертикальные отстойники

Вертикальный отстойник представляет собой круглый или квадратный в плане резервуар с камерой хлопьеобразования водоворотного типа в центральной трубе и с конусным днищем. Для накопления и уплотнения осадка (см. рис. 6.2). Угол между наклонными стенками, образующими днище, следует принимать 70... 80°.

Сбор осветленной воды предусматривается периферийными и радиальными желобами с затопленными отверстиями или с треугольными водосливами. Сечение водосборных желобов определяют по скорости движения воды в них 0,5 .. . 0,6 м/с.

При площади отстойника до 12 м2 предусматривается только периферийный кольцевой желоб, при площади от 12 до 30 м2 добавляются еще четыре радиальных (в круглых отстойниках) или промежуточных (в квадратных отстойниках); при площади свыше 30 м2 предусматривается 6 ... 8 дополнительных желобов.

Расчет вертикальных отстойников производят на те же два случая, что и для горизонтальных отстойников. Площадь зоны осаждения отстойника Aво., м2, должна соответствовать наибольшему значению

где а — коэффициент объемного использования, принимаемый 1,3 ... 1,5 (нижний предел — при D/H=1, верхний — при D/H= = 1,5, Dи Я —диаметр и высота вертикальной части отстойника); υр —расчетная скорость восходящего потока, мм/с; принимается не более указанных выше.

При размещении в зоне осаждения тонкослойных блоков площадь зоны осаждения рассчитывается аналогично описанному ниже в п. 8.7. При условии более или менее равномерного распределения воды по площади зоны осаждения отстойника реально достижимыми скоростями восходящего потока воды являются скорости не менее 0,4 ... 6 мм/с, которые и следует вводить в расчет. Как показывает опыт эксплуатации вертикальных отстойников, при наличии таких скоростей восходящего потока основное количество коагулированной взвеси осаждается в отстойнике. Это объясняется тем, что в медленно восходящем потоке воды коагулированная взвесь, постепенно агломерируясь, достигает таких размеров, что скорость ее падения становится больше скорости восходящего потока.

В вертикальном отстойнике при наличии конусообразного днища и отражательного щита (см. рис. 6.2) выпуск накопившегося и уплотненного осадка может производиться во время работы отстойника.

При найденном диаметре отстойника и заданном угле конусности днища емкость осадочной части является фиксированной. Поэтому ее лишь проверяют по продолжительности работы отстойника, Гр, ч, между выпусками осадка, которая должна быть не менее 6 ч. Проверку производят по формуле

При числе рабочих отстойников менее шести необходимо предусматривать один резервный.

Высота зоны осаждения вертикального отстойника, которая практически совпадает с его вертикальной частью, составляет 4—5 м, а отношение диаметра к высоте: 1,0—1,5.

Период работы отстойника между сбросами осадка должен быть не менее 6 ч., а при мутности обрабатываемой воды свыше 1 г/л — не более 24 ч.

отстойник вода осветление

Отстойники с малой глубиной осаждения

В сооружениях тонкослойного осветления осаждение взвеси протекает в малом слое воды, образуемом устройством наклонных элементов, обеспечивающих быстрое выделение взвеси и ее сползание по наклонной поверхности элементов в зону хлопьеобразования и осадкоуплотнения. Уменьшение высоты потока снижает удельную нагрузку на площадь отстаивания, что влечет сокращение количества движения жидкости, переносимой частицами, повышает стабильность его гидродинамической структуры. Стабилизация течения возможна в случае, если энергия движения частиц воды будет преобладать над силой тяжести. При всегда обеспечивается стабильность течения. Поскольку турбулентность повышает транспортирующую способность потока, режим течения в отстойнике должен быть ламинарным, т. е. для открытого канала! прямоугольной формы число Рейнольдса не должно превышать Re=u#/v<700, а для закрытого Re=υR/v<500.

Тонкослойные элементы или блоки могут выполняться из мягких или полужестких полимерных пленок, соединенных в сотовую конструкцию, или из жестких листовых материалов в виде отдельных полок. Размеры в плане отдельных блоков для удобства их монтажа и эксплуатации следует принимать в пределах 1x1 ... 1,5x1,5 м с учетом фактических размеров сооружения. Высоту поперечного сечения тонкослойного ячеистого' элемента рекомендуется принимать в пределах 0,03.. . 0,05 м. Ячейки могут быть приняты любой формы, исключающей накопление в них осадка. Угол наклона элементов необходимо принимать в пределах 50 .. . 60° (меньшие значения для более мутных вод, большие — для маломутных цветных). Длину тонкослойных элементов определяют специальным расчетом в пределах 0,6 ... 1,5 м. Установку отдельных блоков следует осуществлять с помощью специальных несущих конструкций, расположенных под или над ними, а также путем их крепления к элементам сборной системы (желобам, лоткам, трубам) и промежуточным стенкам сооружений. При этом могут быть использованы стальные или полимерные трубы, арматурная проволока, профилированные конструкции. При монтаже блоков необходимо обеспечить герметичность мест их примыкания к внутренним стенкам сооружений, например, с помощью резиновых прокладок.

Сбор осветленной воды из тонкослойных сооружений следует осуществлять желобами с затопленными отверстиями или открытыми водосливами, например, треугольного профиля, расположенными на расстоянии не более 2 ... 3 м друг от друга.

Из графиков рис. 8.8 явствует, что высота тонкослойных элементов (hQ) существенно влияет на эффект осветления воды (Э).