Учебное пособие 1964

Проверяется скорость движения воды в песколовке при минимальных расходах

Если скорость не удовлетворяет правому условию уравнения (4.44), то следует на период поступления минимального расхода сточных вод предусмотреть отключение одной или нескольких песколовок.

Объём осадочной части песколовки определяется по формуле (4.24). Высота конусной части песколовки рассчитывается по формуле

где α- угол конусности согласно, СНиП [1] α=60°.

Строительная высота песколовки (см. рис. 8) определяется по формуле

Песколовки с прямолинейным движением воды (рис.9)

Рис.9. Горизонтальная песколовка с гидромеханической системой удаления песка

Рекомендуемые технологические параметры существующих типовых песколовок приведены в табл.21 – 23.

31

Таблица 23 Технологические параметры горизонтальных песколовок

с прямолинейным движением воды при различных диаметрах задержанного песка и температурах сточных вод

32

Последовательность расчёта сооружений:

1. Определить пропускную способность одного отделения песколовки:

где b - ширина одного отделения песколовки, м;

np – количество рабочих отделений песколовки, шт.

4.Предусмотреть резервные отделения на случай ремонта и очистки ёмкостей.

5.Рассчитать подводящий и отводящий каналы при числе рабочих отделений np на минимальный и максимальный расходы:

6.Принять прямоугольные каналы перед песколовками с прямоугольным сечением и заполнить табл. 19. Глубину проточной части принять равной наполнению в подводящем канале:

Следует предусматривать длину успокоительных участков каналов до и после песколовки по 5 м каждый или 40…50 % длины песколовки и Lк≥ 7b (см. рис. 9).

и проверить диаметр частиц песка, который будет задерживаться в песколовке. 9. Оценить скорость протока стоков в песколовке при минимальном расходе:

где hmin′ - наполнение в подводящем канале при минимальном расходе, м;

33

В– ширина песколовки, м.

10.Определить продолжительность протока сточных вод через песколовку:

где р – нормируемый объём песка, л, который задерживается за сутки в расчёте на 1 чел. при фактической влажности песка. Для аэрируемых песколовок р =0,03 л/(чел. сут); для всех остальных типов – р =0,02 л/(чел. сут). t≤2 сут – период между чистками песколовки; Nпр – приведенное число жителей, чел.

жения сточных вод на выходе из нее предусмотреть водослив с широким порогом без донного выпуска.

Расчёт водослива произвести по формулам:

- перепад между дном песколовки и порогом водослива Р, м:

где m – коэффициент расхода водослива, зависящий от условий бокового сжа-

тия, m =0,35 – 0,38.

Удаление песка из песколовки может быть предусмотрено одним из следующих способов:

1)при помощи скребковых механизмов (для сдвига песка в приямок)

игидроэлеваторов (для подачи пульпы песка на песковые площадки). Расчёт гидротранспорта следует производить по справочнику [9, гл. 42];

2)при помощи гидромеханической системы и гидроэлеваторов.

15.Рассчитать гидромеханическую систему.

Для перемещения песка, выпавшего на дно горизонтальных или аэрируемых песколовок, требуются большие усилия. Поэтому скребковые механизмы

34

имеют низкую надёжность в работе. Перемещение выпавшего песка может осуществляться гидромеханической системой, которая состоит из смывного трубопровода, оборудованного спрысками, направленными в сторону бункера

(см. рис. 9).

Для смыва осадка из пескового канала (лотка) необходимо обеспечить его расширение е:

где h – высота расширенного слоя осадка, м;

hoc – высота слоя осадка в песковом канале до расширения (до момента включения гидромеханической системы), м.

Высоту слоя осадка в песковых каналах следует определять из расчёта числа промывок в сутки. При удалении песка в песковой бункер 1 раз в сутки, высота слоя песка в песковых каналах (среднее значение по длине), м, определяется по формуле

где Wп – объём песка, задерживаемого во всех песколовках, м3/сут. Определяется по формуле (4.58); nп – количество рабочих песколовок;

nп.к – количество песковых каналов в одной песколовке, определяется по формуле

здесь Lп – длина песколовки, м; Вп.б. – ширина пескового бункера. Обычно равняется ширине песколовки (Вп.б.= Вп), м.

Для обеспечения необходимой величины относительного расширения осадка с эквивалентным диаметром dэкв=0,5 м (до е=0,2) скорость восходящего потока по всей площади пескового канала должна быть равна υвосх=0,0065 м/с.

Промывку песковых каналов целесообразно выполнять поочередно для экономии подачи технической воды и затрат электроэнергии. Ввиду того, что при работе гидромеханической системы слой расширенного осадка – h больше его начальной высоты – hос, часть песка будет попадать в проточную зону и выноситься из песколовок в первичные отстойники. Для исключения выноса песка из песколовки во время работы гидромеханической системы целесообразно песколовку выключать из работы.

Необходимый расход технической воды, м3/с, который поступает в гидромеханическую систему одного пескового канала, следует определять по формуле

35

Для пропуска расчётного расхода для работы гидромеханической системы диаметр смывного трубопровода, м, следует определять по формуле

здесь υтр– скорость протекания смывной воды в начале трубопровода:

υтр=3,5–2,5 м/с.

Для создания благоприятных условий смыва осадка в конце пескового канала (в точке Б, рис.9,б), величина напора, м, в конце гидромеханической системы должна быть равна Н0, которая находится по формуле

где υс – скорость движения воды в спрысках, м/с (υс =4-7 м/с).

Обеспечение напора, равного Н0 в точке Б, может быть достигнуто, если в точке А (см. рис. 9,б) напор будет равен

Расход воды, м3/с, который будет вытекать из одного спрыска (с наконечником или насадкой) сечением ωс, будет равен

где µ - коэффициент расхода спрыска (насадка), зависящий от конструкции (ориентировочно µ = 0,82);

π dc2 ); 4

dc – диаметр спрыска, принимается равным dc =0,008-0,01 м.

Необходимое количество спрысков для подачи требуемого количества смывной воды в один песковой канал – qг.м следует определять по формуле

c qc

Расстояние между смежным спрысками, м, размещенными с двух сторон смывного трубопровода - l1, определяется по формуле

Расстояние между смежными спрысками по технологическим условиям не должно превышать 0,4 м, т.е. если l1 получится по расчёту >0,4 м, то её прини-

мают конструктивно - l1< 0,4 м.

Удаление осадка из бункера песколовок осуществляется с помощью гидроэлеваторов, песковых или шнековых насосов. Выгрузку осадка из песколовок можно производить не реже 1 раза в сутки.

36

Необходимая производительность насоса принимается равной расходу во-

где nc – число спрысков в одном отделении песколовки; q0 – расход из одного спрыска, м3/ч; t1 - время, необходимое для смыва песка в бункер. Принимается равным t1=0,25 ч;

W – объём песка, удаляемого из песколовки за время между очередными чистками, м3; γ - объёмный вес песка, γ = 1,5 т/ м3;

20 – отношение подаваемого количества воды к весу удаляемого песка с помощью гидроэлеватора;

t – время, необходимое для удаления песка из одного отделения, t =0,5 ч; n – число рабочих отделений песколовки.

По рассчитанной производительности насоса и напору НА следует подобрать насос и выписать все его характеристики в пояснительную записку.

16. Оценить снижение концентрации взвешенных веществ для всех типов песколовок можно по следующим формулам:

- вес песка фактической влажности:

Снижение концентрации взвешенных веществ составит

Снижение концентрации БПКполн в песколовках составит

где Зп – зольность песка в долях единицы. Принимается в зависимости от типа песколовки по СНиП [1, табл. 28].

В аэрируемой песколовке (рис. 10) с одной её стенки через перфорированные трубы подаётся воздух для создания вращательного движения.

Рис. 10. Схема аэрируемой песколовки

37

Расчёт аэрируемых песколовок следует вести по поступательной горизонтальной скорости, но при условии имеющей место вращательной скорости потока в поперечном сечении песколовки.

Скорости поступательного движения воды в песколовке нормируются СНиП [1] и равняются υпост = 0,08…0,12 м/с, а скорость вращательного движе-

ния должна быть равна υвращ = 0,25…0,3 м/с.

По имеющимся литературным данным [15] параметры типовых размеров аэрируемых песколовок могут иметь значения, приведённые в табл. 24.

Приняв число отделений песколовок по количеству поступающей воды, необходимо уточнить технологические параметры, чтобы проверить соответствие расчётных параметров их нормируемым значениям.

Общая площадь поперечного сечения всех отделений аэрируемых песко-

где υ1 - скоростьдвиженияжидкостивпоперечномсечениипесколовкиυ1=0,1 м/с.

Длину песколовки определяют по формуле

L=υпост t, м. (4.84)

Производится проверка. При отношении ширины отделения b к глубине Н песколовки, равном 1…1,5, величина гидравлической крупности задерживаемого песка, который будет оседать в песколовке, мм/с, может быть найдена по формуле

где Нраб.аэр – глубина воды, в которой происходит выпадение песка на дно пес-

коловки, м (Нраб.аэр = Наэр/2);

К′- коэффициент, учитывающий влияние вертикальной составляющей турбулентной пульсации потока, принимается по табл. 25 для соответствующего отношения В/Н и диаметра задерживаемого песка.

Таблица 25 Значения коэффициента К, учитывающего влияние турбулентной

пульсации воды в песколовке

Если расчётная величина гидравлической крупности U0, найденная по формуле (4.85), будет меньше или равна табличному значению U0, то песок расчётной крупности будет оседать в песколовке. При U0(расч)> U0(табл) песок расчётной крупности оседать в песколовках будет, но не полностью. Поэтому потребуется изменение некоторых геометрических размеров (например, увеличение длины до расчётного значения).

Необходимое количество воздуха для создания аэрации и отмывания орга-

нических веществ из песка определяется по формуле

Wвозд = J B Lаэр n , м3/ч, (4.86)

где J – интенсивность аэрации 3 – 5 м3/( м2 ч).

Удаление песка из аэрируемой песколовки следует осуществлять при помощи гидромеханической системы и гидроэлеватора.

Для обезвоживания осадка из песколовок могут использоваться песковые бункеры, но чаще применяются песковые площадки.

4.3. Расчёт первичных отстойников

Отстойные сооружения предназначены для задержания мелкодисперсных нерастворимых взвешенных веществ. В отстойниках вода движется с малыми скоростями в течение длительного времени. Поэтому в этих сооружениях задерживаются частицы крупностью до 40…50 микрон.

39

По режиму работы отстойники классифицируются на два вида: периодического и непрерывного действия. В отечественной и зарубежной практике наибольшее распространение получили отстойники непрерывного действия.

По направлению движения воды в отстойной зоне они делятся на вертикальные и горизонтальные. Разновидностью горизонтальных отстойников являются радиальные. Выбор типа отстойных сооружений зависит от производительности станции очистки сточных вод (табл. 26). Согласно СНиП [1, п. 6.58] минимальное количество отстойников должно быть не менее 2, вторичных – не менее 3, причём все рабочие. При минимальном числе отстойников их расчётный объём необходимо увеличить в 1,2 – 1,3 раза. Однако, исходя из эксплуатационных требований, желательно иметь резерв ёмкостей.

Таблица 26 Выбор типа отстойников в зависимости от производительности станции

Продолжительность отстаивания воды в первичных отстойниках принимается в зависимости от степени обработки сточных вод.

Перед сооружениями неполной биологической очистки время отстаивания составит 45…60 мин, а перед полями орошения или фильтрации – до 30 мин. Перед сооружениями биологической очистки, работающими на полную степень обработки сточных вод, tотс. ≥2 ч.

Расчёт вертикальных отстойников (рис. 11) круглых или квадратных в пла-

не резервуаров с коническим или пирамидальным днищем. Выполняются они из сборного или монолитного железобетона с тремя типоразмерами: 4, 6, 9 м.

Согласно СНиП [1] производительность одного отстойника qset, м3/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружений (табл. 27) и требуемого эффекта осветления сточных вод:

где Кset – коэффициент использования объёма проточной части отстойника.

Кset = 0,35;

Dset – диаметр отстойника, м; den – диаметр устройства впуска, м;

U0 – гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с. Определяется по формуле (30) [1]:

здесь Нset – глубина проточной части отстойника (см. табл. 27), м;

tset – продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки, принимается по табл. 29 или [1, табл. 30];

40