Учебное пособие 1964

В пояснительной записке следует указать марку подобранной решётки, габаритные размеры и число прозоров в решётке (n).

Далее определить основные размеры решёток (рис.4).

Рис. 4. Схема установки решётки

Канал перед решёткой Вк, мм, предварительно определяют по формуле

Вк=n b, (4.1)

где b – ширина прозоров между прутьями решётки, мм.

По расчётному расходу перед одной решёткой и предварительно рассчитанному размеру канала Вк, по табл. [4] следует подобрать сечение подводящего канала. Результаты гидравлического расчёта подводящего канала следует свести в табл. 14.

Ширину подводящего канала следует подбирать на 200 – 300 мм меньше ширины принятой решётки.

Глубину воды перед решёткой следует принимать равной расчётному наполнению в подводящем канале.

21

Для принятого типа решёток и данных гидравлического расчёта следует определить скорость протекания сточных вод через прозоры решётки, м/с:

здесь S – ширина стержней решётки, мм; Вр – ширина решетки, мм.

Далее следует выполнить проверочный расчёт с целью определения скоро-

сти в уширенной части канала перед решёткой и после при минимальном притоке сточных вод:

где qmin – расход, приходящийся на одну решётку, при минимальном притоке на станцию сточных вод, м3/с;

hmin – минимальная глубина слоя воды в камере перед решёткой, м.

При расчёте минимальная скорость не должна быть меньше 0,4 м/с, чтобы в каналах решётки не оседал песок.

На следующем этапе определяют геометрические параметры решётки, такие как потери напора в решётке - hр (см. рис.4), размеры камеры решётки – l1, l2, lp, и общую строительную длину и глубину камеры.

Потери напора в решётке hр (см. рис.4) определяют по формуле

здесь β - коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения стержней. Следует принимать по табл. 15.

S и b – толщина стержней и ширина прозоров, мм;

α – угол наклона решётки (см.рис. 4) к горизонту. Для вертикальной решётки α=90°, для наклонной α=60°;

Кз – коэффициент засоряемости. Согласно СНиП [1] п.6.24 Кз =3.

22

Таблица 15

Значения коэффициентов β

Форма стержня

Дно камеры за решёткой при строительстве следует понизить на величину потерь напора.

Размеры камеры:

– длина зоны расширения камеры

– строительная глубина камеры решётки

Нстр.=hmax+hp+0,5, м, (4.11)

где hmax– максимальный уровень воды перед решёткой при расчётном расходе, м; hp – потеря напора в решётке, м; 0,5 – строительная высота канала, которая

превышает расчётный уровень сточных вод согласно п.6.23 [1], м. Объём осадка, задерживаемого на решётках в течение суток, составит

где а – нормативный параметр количества отбросов в литрах, приходящихся на одного человека в год [1, п.5.13, табл.23], в зависимости от ширины прозоров решёток; Nпр – приведенное число жителей по взвешенным веществам, чел.

Общий вес отбросов при влажности В=80 % и объёмном весе γ=750 кг/м3

где Кч – коэффициент часовой неравномерности согласно СНиП [1, п.5.13] Кч =2.

Отбросы после решёток могут быть утилизированы несколькими способами: а) собираться в контейнеры, пересыпаться негашёной известью и выво-

зиться в места, отведённые санитарно-эпидемиологической станцией (СЭС);

23

б) дробиться и направляться в метантенки (если таковые предусматриваются на станции);

в) дробиться и сбрасываться в камеру перед решёткой (самый неэффективный способ, т.к. решётки не выполняют в этом случае функцию снижения концентрации взвешенных веществ и БПК).

Для дробления отбросов предусматриваются дробилки (табл. 12, 13). Расход жидкости, подаваемый на дробилку, определяется из расчёта 40 м3

на 1 т отбросов:

Если отбросы извлекаются из сточной воды и после дробления не возвращаются обратно в приёмную камеру, то рассчитывается снижение концентрации взвешенных веществ и БПКполн на решётках:

здесьВотб – влажностьотбросов, снимаемыхсрешётки. Принимаетсясогласно[1] 80 %. Снижение концентрации взвешенных веществ на решётках определяется

по формуле

здесьЗотб – зольностьотбросов, снимаемыхсрешётки. Принимается0,07– 0,08 долейед. На песколовки будет поступать сточная вода с концентрациями:

а) взвешенных веществ

Для компоновки генплана очистной станции размеры здания решёток следует принимать в зависимости от типа предусмотренных решёток и производительности станции по табл. 16.

4.2. Расчёт песколовок

Песколовки необходимо предусматривать при производительности станции более 100 м3/сут.

Сточная вода после грубой очистки на решётках подаётся на песколовки для извлечения из неё минеральных веществ с диаметром частиц, не превышающим d=0,15 – 0,25 мм (в зависимости от принятых проектных решений).

Расчёт песколовок ведётся для определения геометрических характеристик и количества сооружений. Принцип расчёта песколовок состоит в определении необходимой рабочей глубины в зависимости от скорости движения воды. Число песколовок или её отделений надлежит принимать не менее 2 согласно п.6.26 [1].

Песколовки делятся по принципу движения в них воды на вертикальные, с винтовым движением воды (тангенциальные и аэрируемые), и горизонтальные.

Для производительности станции до 15 тыс. м3/сут можно принять вертикальные песколовки (рис. 5), достоинством которых является простота конструкции и отсутствие механизмов. Однако при наличии на стройплощадке скальных грунтов или близко расположенных грунтовых вод от данной конструкции песколовок следует отказаться.

Рис. 5. Вертикальная песколовка:

1 – подводящий трубопровод (канал); 2 – зона отделения песка; 3 – сборный кольцевой лоток; 4 – отводящий канал

Площадь живого сечения песколовки определяется по формуле

ω = qnmaxυ (4.21)

где qmax – максимальный секундный расход сточных вод, поступающих на очистную станцию, м3/с; n – количество рабочих песколовок, шт.;

υ - скорость восходящего потока υ =0,02 – 0,03 м/с.

Наружный диаметр песколовки определяется исходя из площади живого сечения

Глубина проточной зоны определяется по формуле

Нраб =υt 60, м, (4.23)

где t – время пребывания сточных вод, t =2 – 3,5 мин.

Конусная часть песколовки определяется в зависимости от объёма задерживаемого за сутки песка и времени его хранения в приямке песколовки. Допустимое время хранения песка от 4 до 24 ч, и не более двух суток, т.к. может произойти загнивание песка при увеличении времени хранения.

Объём песка, который будет задерживаться в песколовках, определяется по формуле

где R – внешний радиус песколовки, м; r=0,3 – 0,5 м.

Тангенциальные песколовки (рис. 6) задерживают песок лучшего качества (зольность 70 – 75 %) и до 90 % песка расчётной величины. Их рассчитывают по величине гидравлической нагрузки qo=110 м3/(м2 ч) при максимальном притоке согласно п.6.28 [1]. Рекомендуются для станций производительностью до 30 тыс. м3/сут.

Рабочая глубина принимается вполовину диаметра:

где Fполн – полезная площадь всех тангенциальных песколовок, или

полн qo

здесьQmax – максимальныйчасовойпритоксточныхводнаочистнуюстанцию, м3/ч; n – количество рабочих песколовок.

Желательно из эксплуатационных соображений предусматривать резервные песколовки (табл. 17).

26

Рис. 6. Тангенциальная песколовка:

1 – подводящий трубопровод (канал); 2 – зона отделения песка; 3 – сборный кольцевой лоток; 4 – сборная камера; 5 – отводящий канал

Глубина рабочей зоны составит

Нраб =υt 60, м, (4.29)

где υ - скорость движения сточных вод в песколовке, υ =0,02 – 0,03 м/с. t – время пребывания сточных вод в песколовке, t =2 – 2,5 мин.

Объём задерживаемого песка определяется по формуле (4.24). Глубина проточной зоны

здесь hб – высота бортов, которые превышают расчётный уровень сточных вод:

hб =0,3 – 0,4 м.

Горизонтальные песколовки имеют ряд конструктивных особенностей:

а) с дренажной системой. Применяются при производительности станции до 2 тыс. м3/сут;

27

б) бункерного типа. Применяется при производительности очистной станции 10 – 15 тыс. м3/сут;

в) лотковоготипа. Могутприменятьсяприлюбойпроизводительностистанции.

Горизонтальные песколовки с круговым движением воды (рис. 7)

целесообразно проектировать при производительности станции от 1,4 до 64 тыс. м3/сут. Основные размеры приведены в табл. 18.

Рис.7. Песколовки с круговым движением воды и подводящим и отводящим каналами

Таблица18 Основные размеры горизонтальных песколовок с круговым движением воды

Аналогично расчёту решёток сначала производится гидравлический расчёт подводящих и отводящих каналов. Для этого следует найти расход воды, поступающий в одну песколовку при трёх режимах: максимальном, среднем и минимальном притоках сточных вод. Предварительно по табл. 18 следует подобрать основные размеры песколовки. По параметрам из таблиц [4, С.170-198] для каналов прямоугольного сечения заполняется табл. 19.

Далее определяются гидравлические параметры песколовки: скорость движения воды, площади и высоты треугольной и прямоугольной частей поперечного сечения лотка песколовки, рабочая глубина (рис.8).

Рис.8. Песколовка с круговым движением воды (расчётная схема)

Из уравнения неразрывности находится площадь поперечного сечения лотка песколовки:

здесь υ - скорость движения сточных вод в песколовке υдоп≤ 0,3 м/с;

ω = Fnпол , м2, (4.33) n - количество рабочих песколовок, шт.

29

Площадь поперечного сечения треугольной части лотка песколовки определяется по формуле

Далее следует определить величину гидравлической крупности, мм/с, частиц, которые могут быть задержаны в принятой песколовке:

Uo(max) = K 1000 hраб υдоп/L , (4.39)

где K – коэффициент, учитывающий увеличение длины песколовки за счёт влияния вертикальной составляющей турбулентной пульсации потока на скорость осаждения частиц и зависящий от диаметра задерживаемых частиц (табл.20);

L – длина песколовки, м, определяется по формуле

здесь Дср – средний диаметр песколовки, м; Дн – наружный диаметр песколовки, м;

Таблица 20 Значения коэффициента К и гидравлической крупности в зависимости

от диаметра частиц и температуры сточных вод

Следует сравнить полученную по формуле (4.39) величину с табличной величиной гидравлической крупности (табл. 20) и сделать вывод о диаметре задерживаемого песка в песколовке при максимально допустимой скорости движения стоков.

Затем надлежит рассмотреть случай минимального наполнения и минимальных скоростей в песколовке:

30