8801

11

Рис. 4. План отделений входной камеры (для варианта 2)

Для смешения раствора коагулянта с обрабатываемой водой (производительность входных устройств 36120 м3/сут), применены дырчатые смесители гидравлического типа Компоновка камер (ванн) барабанных сеток и каналов, а также двух дырчатых смесителей, пристроенных к камерам барабанных сеток, показана на рис. 1. План отделений входной камеры, показан на рис. 2.

Вариант 2. Этот вариант отличается от первого тем, что для уменьшения общей длины входных устройств, каналы, отводящие воду из ванн барабанных сетчатых фильтров, размещаются вдоль длинной стороны в виде консоли, а смесители располагаются внутри каждого отделения входной камеры. Компоновка сооружений входных устройств показана на рис. 3 и 4.

Вариант 3. В этом варианте по сравнению с первым используются вертикальные смесители, вместо дырчатых смесителей. Такая компоновка может быть применена для станций осветления, имеющей производительность свыше 50000 м3/сут (см. рис. 5).

12

Рис. 5. План входных устройств с барабанными сетками БСМ 1,5x2,8 и вертикальными смесителями (для варианта 3)

Вариант 4. В том случае, если в качестве обеззараживающего реагента используется озон, сетчатые барабанные фильтры с ваннами и каналами размещаются на колоннах. Вместо входной камеры, предусматривается контактная камера первичного озонирования воды, а после неё размещаются смесители или вертикальные, или пристроенные к контактной камере озонирования дырчатые смесители (рис.6).

13

Рис. 6. Блок входных устройств с барабанными сетками БСМ 1,5x2,8, контактными камерами озонирования и вертикальными смесителями

6. РАСЧЁТ ВХОДНОЙ КАМЕРЫ

Входная камера, как указано выше, должна иметь два отделения [1]. Размеры входной камеры в плане определяется в зависимости от компоновки сетчатых барабанных фильтров.

Расчет входной камеры ведется в следующем порядке.

1.Определяется общая площадь входной камеры по выражению, м2.

пребывания в ней воды, необходимому для смешения и контакта воды с реагентами по формуле, м3

где Σti - суммарное время пребывания воды во входной камере, мин.

Для определения величины Σti при последовательном вводе нескольких реагентов во входную камеру, необходимо принять по [1] для каждого реагента время контакта его с водой ti.

Если в каждом отделении входной камеры встроен дырчатый смеситель, общий объём входной камеры W должен быть увеличен на объем двух смесителей.

Минимальный объём входной камеры должен рассчитываться на время пребывания в ней воды не менее чем 5 мин [1].

3.Вычисляется высота входной камеры по выражению, м

Высота входной камеры должна быть на менее 1,5 м.

Входная камера делится на два одинаковых по размерам отделения сплошной перегородкой перпендикулярно длинной стороне камеры. В каждом отделении предусматриваются перегородки перпендикулярно длинной стороне через 1,0...2,0 м, которые не доходят поочередно до противоположной стены камеры на 1,0... 1,5 м (см. рис. 2, 4). Перегородки обеспечивают смешение реагентов с обрабатываемой водой и необходимое время контакта.

Перегородки в отделениях входной камеры могут выполняться из асбестоцементных листов толщиной 10 мм. Первые перегородки в отделениях камеры, по всей длине на высоту 1,0 м выполняются из железобетона толщиной 200 мм. Днище входной камеры должно иметь толщину не менее 300 мм

ивыполняться с уклоном 0,01 по ходу движения воды.

4.Определяются потери напора в отделении входной камеры как сумма потерь напора при движении воды на поворотах, м.

где ξ - коэффициент гидравлического сопротивления на повороте потока воды в проеме перегородки, принимается 2,9 [1];

v1 , v2 - скорости движения воды на поворотах, м/с;

g- ускорение свободного падения, принимается равным 9,81 м/с2.

Поток воды совершает в каждом отделении камеры п поворотов со скоростью движения воды v1 и один поворот на входе в смеситель со скоростью

где Q — расход воды, проходящий через одно отделение камеры, м3/с; F1 - площадь сечения проёма в перегородке на повороте потока, м2;

F2 - площадь сечения проёма при входе потока в смеситель, м2.

5. Определяются общие потери напора, с учётом потерь напора в подводя-

15

Пример 4.

Рассчитать входную камеру (см рис. 4) для условий примера 1и 2 Решение.

1. Общая площадь входной камеры по формуле (11): Fo6щ = 11,2x5,5 = 61,6 м2.

2. Объем входной камеры определяем по формуле (12) с тем учетом, что в нее вводится только хлор. При этом, время пребывания воды принимаем 5 мин. Учитывая, что дырчатые смесители встроены во входную камеру увеличиваем время пребывания воды на 1 мин.

W = 0,06 х 418 х 6 =150,5 м3

3.Высота входной камеры по формуле (13): Н = 150,5/616 = 2,45 м

4.Размеды входной камеры в плане приведены на рис. 4. Входная камера делится на два отделения. В каждом отделении предусматриваются по 2 перегородки с проемами 1,0x1,5 м и дырчатый смеситель с размерами в плане, приведенными на рис 3 и 4.

5.Определяются скорости движения воды на поворотах, v1 и v2 no формулам (15):

v1 = 0,209/(1,0x15) = 0,14 м/с; v2 = 0,209/(1,1x1,1) = 0,17 м/с.

6.Определяются потери народа в отделении входной камеры по формуле

(14):

h=Σ2,9(2 x 0,142 / 19,62 + 0,172 / 19,62) = 0,01 м 7.Определяется общая высота блока входных устройств (без учета толщины дна по (17):

Нбл.вх = 2,25 +2,45+0,3 = 5,0 м.

7. РАСЧЁТ ДЫРЧАТОГО СМЕСИТЕЛЯ

Расчет дырчатого смесителя ведется в следующей последовательности. 1. Определяется площадь живого сечения смесителя по расходу и

скорости движения воды в лотке смесителя v = 0,6 м/с [1] по формуле, м2.

Fсм=Qcм / v (18)

где Qcм - расход воды, пропускаемый через один смеситель, м3/с.

2.Принимается конструктивно ширина смесителя (в чистоте) Всм исходя из принятой компоновки сооружений блока входных устройств.

3.Находится расчётная глубина потока воды в конце смесителя, м

Для того, чтобы предотвратить подсос воздуха при отводе воды из смесителя глубина потока воды в конце смесителя должна быть Нсм > 7,0 м.

В лотке смесителя по ходу движения воды предусматривается установка трёх вертикальных дырчатых перегородок для смешения раствора коагулянта с обрабатываемой водой. Расстояния между дырчатыми перегородками Ln рекомендуется принимать примерно равными или больше ширины лотка Всм.

4. Рассчитывают суммарную площадь отверстий в каждой перегородке, м2

где v0 - скорость движения воды в отверстиях перегородки, принимается равной 1,0 м/с [1].

6.Определяется количество отверстий в каждой перегородке, шт.

верстий располагают ниже уровня воды после перегородки на 0,1.. .0,15 м.

где μ - коэффициент расхода отверстия. Для круглых отверстий, величину μ

9. Определяется общая высота смесителя, м

где hcmp - строительный запас, принимаемый 0,5 м.

Для встроенных во входную камеру смесителей строительный борт принимается на одном уровне с бортом камер сетчатых барабанных фильтров.

Отвод воды из смесителя выполняется вертикальным прямоугольным каналом внутренним сечением Всм х Всм, выполненным из монолитного железобетона. К низу вертикального канала подсоединяется трубопровод, отводящий воду на блок очистки.

Пример 5.

Рассчитать дырчатые смесители (см. рис З и 4 для условий примера 1 и 2. Решение.

1.Площадь живого сечения смесителя по формуле (18): Fсм= 0,209/ 0,6 = 0,35 м2

2.Принимаем конструктивно ширину смесителя Всм= 1,1 м (см. рис. 3).

3.Расчётная глубина потока боды б конце смесителя по (19):

Нсм = 0,35/ 11 = 0,32 м.

Принимаем глубину воды в конце смесителя Нсм= 1,0 м. В лотке смесителя предусматриваем установку трёх вертикальных дырчатых перегородок, расстояния между которыми Ln= 1,2 м

4.Суммарная площадь отверстии б перегородках по (20):

Σf0 = 0,35 х 0,6 /1,0=0,21 м2.

верхнего ряда отверстии находился ниже уровня боды после перегородки на

0,15 м

9. Общая высота смесителя по (26): Ноб = 1,36+ 0,5 = 1,86 м.

Компоновка смесителя в плане показана на рис 3 Схема смесителя по ходу движения потока воды показана на рис 7.

Рис. 7. Схема дырчатого смесителя

18

8. ОБВЯЗКА ТРУБОПРОВОДАМИ ВХОДНЫХ УСТРОЙСТВ

Для обвязки входных устройств, принимаются стальные электросварные трубы по ГОСТ 10704-91. Количество водоводов, транспортирующих воду от насосной станции первого подъёма, принимается не менее двух. Водоводы перед входными устройствами объединяются в распределительную гребёнку, которая соединяется стояками с приемными каналами сетчатых барабанных фильтров. Отводящие каналы сетчатых барабанных фильтров соединяются стояками со сборной гребенкой. Сборная гребёнка двумя трубопроводами соединяется с отделениями входной камеры. Отделения входной камеры соединены с дырчатыми смесителями или через проём в днище смесителя (рис. 4) или трубопроводом (рис. 1). От смесителей по трубопроводам вода отводится на блок очистки. Входные устройства оборудуются обводными трубопроводами позволяющими подавать воду на блок очистки:

•распределительная гребёнка - трубопроводы, отводящие воду из смесителей минуя входные устройства;

•сборная гребёнка - трубопроводы, отводящие воду из смесителей минуя входную камеру и смесители.

Принципиальная схема обвязки входных устройств подводящими и отводящими трубопроводами показана на рис. 8.

Рис. 8. Принципиальная схема обвязки входных устройств подводящими и отводящими воду трубопроводами

1- Подача воды от НС-1; 2- Распределительная гребенка; 3- Стояки для подачи воды в приемные каналы сетчатых барабанных фильтров; 4- Отвод воды из отводящих каналов сетчатых барабанных фильтров; 5- Сборная гребенка; 6- Подача воды в отделения входных камер; 7- Отвод воды из смесителей; 8- Подача воды на блок очистки; 9- Обводные трубопроводы.

19

Входные устройства оборудуются сточными трубопроводами:

переливными из приёмных каналов сетчатых барабанных фильтров (СБФ) Д-300 мм;

переливными из смесителей диаметром, равным диаметру подающего трубопровода;

отводящими промывную воду из СБФ Д-200 мм;

опорожнения каждого отделения входной камеры Д-100 мм;

опорожнения каждой камеры СБФ Д-100 мм;

опорожнения каждого приемного канала Д-100 мм;

опорожнения каждого отводящего канала Д-100 мм;

опорожнения каждого смесителя Д-100 мм.

Переливные трубопроводы подсоединяются к общему сточному коллектору. Сточные трубопроводы отводящие промывную воду от сетчатых барабанных фильтров объединяются и подсоединяются к общему сточному коллектору. Трубопроводы опорожнения приемных каналов и камер сетчатых барабанных фильтров подсоединяются к общему сточному коллектору. Трубопровод полного опорожнения одного отделения входной камеры и трубопровод полного опорожнения одного смесителя подсоединяются одним трубопроводом к общему сточному коллектору. Трубопровод полного опорожнения другого отделения входной камеры и трубопровод полного опорожнения другого смесителя подсоединяются к сточному трубопроводу, отводящему промывную воду от сетчатых барабанных фильтров.

Трубопроводы полного опорожнения отводящих каналов, соединяются со сточным трубопроводом, отводящим промывную воду от сетчатых барабанных фильтров.

9.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПОДАЮЩИХ И ОТВОДЯЩИХ ТРУБОПРОВОДОВ ВХОДНЫХ УСТРОЙСТВ

В соответствии с требованиями СП31.13330.2012 гидравлический расчёт подающих и отводящих трубопроводов входных устройств выполняется на пропускную способность, превышающую расчётную на 20% [1]. Диаметры труб принимаются по расходу и рекомендуемой скорости движения воды в них [1, 6].

Длины труб принимаются по схеме обвязки входных устройств подающими и отводящими трубопроводами.

Потери напора в трубопроводах складываются из линейных потерь по длине и местных потерь в арматуре и фасонных частях. Линейные потери напора определяются по выражению [6]

Нл = i x L, (27)

где i - удельные потери напора, м/м [6];

L - длина участка трубопровода, принимается по аксонометрической схеме обвязки входных устройств (рис. 8), м.

20

Местные потери напора находились по формуле [5]

Нм = ξV2/2g, (28)

где ξ – коэффициент местного сопротивления, принимаемый по [5];

V – скорость движения воды перед или после местного сопротивления в зависимости от его типа, м/с.

Расчёт ведётся в табличной форме (табл. 3).

Общие потери напора в трубопроводах, м:

- подводящих воду во входные устройства