7384

31

Скорость движения воды в отверстиях принята 1 м/с. Тогда сум-

марная площадь отверстий в желобе:

Шаг оси отверстий:

lo = P = 17,6 = 0,9 м. no 19

Оси отверстий располагаем на 5 см выше дна желоба.

2. Камеры хлопьеобразования 2.1. Назначение, основы процесса, классификация камер

Камеры хлопьеобразования предназначены для создания оптималь-

ных условий образования достаточно крупных хлопьев взвеси, образую-

щихся в процессе гидролиза коагулянтов.

Процесс хлопьеобразования хорошо протекает при плавном пе-

ремешивании воды. Скорость ее движения в камерах хлопьеобразования должна быть, с одной стороны, достаточной, чтобы не выпадали в осадок образовавшиеся хлопья, а с другой - не настолько большой, чтобы вызвать разрушение этих хлопьев.

Для интенсивного осветления и обесцвечивания воды обычно стре-

мятся получить легко оседающие крупные хлопья с сильно развитой по-

верхностью при минимальном времени их формирования. Механизм про-

цесса хлопьеобразования определяется вероятностью столкновения колло-

идных частиц, что зависит от их концентрации, подвижности и упорядочен-

ности движения.

На размеры образующихся хлопьев, в процессе медленного переме-

32

шивания обрабатываемой воды, влияют: интенсивность, продолжитель-

ность, солевой состав воды, температура, природа примесей (коллоид-

ные или диспергированные), силы адгезии, удерживающие частицы приме-

сей связанными между собой. Причем, возрастание концентрации гидро-

карбонатов и хлоридов повышает прочность формирующихся хлопьев, и

наоборот, увеличение содержания сульфатов понижает ее.

При применении горизонтальных отстойников в схемах с реагентной обработкой воды рекомендуется устройство камер хлопьеобразования гидравлического типа. Для осветления высокомутных вод, при обоснова-

нии, допускается применение камер хлопьеобразования механического ти-

па.

В горизонтальных отстойниках гидравлические камеры хлопьеобразо-

вания следует предусматривать со слоем взвешенного осадка, вихревые

иперегородчатые.

Свертикальными отстойниками конструктивно объединяют водово-

ротные камеры хлопьеобразования.

При количестве встроенных в отстойники камер хлопьеобразования

менее шести следует предусматривать одну резервную.

2.2. Встроенные камеры хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка

2.2.1. Расчетные параметры, проектирование

В практике очистки воды средней мутности и мутных вод значитель-

ное распространение получили встроенные камеры хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка. Их устраивают непосредственно в передней части горизонтальных отстойников.

Камеры представляют собой прямоугольные железобетонные резер-

вуары (рис.4) с вертикальными поперечными перегородками и пирамидаль-

но-гребенчатым днищем.

33

Рис. 4. Встроенная камера хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка:

1 – подача воды; 2 – трубопровод опорожнения; 3 – камера хлопьеобразования; 4 – поперечные перегородки; 5 – водослив; 6 – полупогружная перегородка; 7 – горизонтальныq отстойник; 8 – водораспределительные трубы; 9 – сброс осадка из отстойника/

34

Распределение воды по площади камеры хлопьеобразования со взве-

шенным осадком предусматривают с помощью напорных перфорированных труб с отверстиями, направленными вниз под углом 45°. Расстояние между перфорированными трубами рекомендуется принимать 2 м, от стенки каме-

ры - 1м.

Потери напора в перфорированных распределительных трубах опре-

деляют согласно п.9.38 [I].

Скорость движения воды в начале распределительных труб принима-

ют 0,5-0,6 м/с, площадь отверстий 30-40% площади сечения распредели-

тельной трубы, диаметр отверстий не менее 25 мм.

Скорость восходящего потока воды следует принимать 0,65-1,6 мм/с

при осветлении вод средней мутности и 0,8-2,2 мм/с при осветлении мутных вод. При данных скоростях образуется и поддерживается во взвешенном со-

стоянии слой осадка высотой не менее 3 м, частицы которого являются цен-

трами коагуляции. Время пребывания воды в камере хлопьеобразования со-

ставляет, как правило, 20-50 мин.

Отвод воды из камер хлопьеобразования в отстойники осуществляет-

ся при скорости движения воды не более 0,1 м/с для мутных вод и 0,05 м/с

для цветных вод. На входе воды в отстойник следует устанавливать подвес-

ную перегородку, погруженную на 1/4 высоты отстойника. Скорость дви-

жения воды между стенкой и перегородкой - не более 0,03 м/с.

2.2.2. Пример расчета

Рассчитать камеры хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка,

встроенные в горизонтальные отстойники, для условий примера 1.2.3.

Скорость восходящего движения воды в камере хлопьеобразования для вод средней мутности принимаем 1,6 мм/с или 0,0016 м/с. Оптимальная скорость устанавливается в процессе эксплуатации.

Площадь в плане всех камер хлопьеобразования:

V – скорость восходящего потока воды в м/с.

Принимаем 5 рабочих камер и 1 резервную (по числу горизонтальных отстойников). Ширина камер и их количество увязаны с размерами и коли-

чеством отстойников.

Площадь одной камеры составит:

При ширине в осях 6,0 м, в чистоте 5,8 м длина камеры должна быть:

L = F1 = 69 =11,9 м .

B 5,8

Принимаем длину камеры L=12 м.

Рабочую высоту камеры принимаем равной глубине отстойника с учетом превышения уровня воды в камере хлопьеобразования:

H к = H р + h = 4,5 + 0,05 = 4,55 м,

где Нр - средняя глубина отстойника (см. пример 1.2.3);

h - превышение уровня воды в камере, принятое 0,05 м.

Полная высота камеры хлопьеобразования равна высоте отстойника и составляет 4,9 м.

Время пребывания воды в камере в среднем составит:

Расход воды, приходящийся на каждую камеру:

Днище конструктивно выполнено пирамидально-гребенчатым. Рас-

пределение воды по площади камеры хлопьеобразования предусматриваем с помощью трех перфорированных труб с отверстиями, направленными под углом 45°. Расстояние между трубами составит 2 м, от стен камер - 1 м. Рас-

fо=0,00049 м2, необходимое количество отверстий в каждой трубе:

Дно камер хлопьеобразования у торцевых стенок выполнено с отко-

сами. Шаг оси отверстий составит:

lo = 2 × L′ = 2 ×10,5 = 0,36 м , no 58

где L1 – рабочая длина распределительного трубопровода.

Отвод воды из камеры хлопьеобразования в отстойник (рис.5) преду-

сматриваем через затопленный водослив при скорости 0,04 м/с.

Верх стенки водослива располагаем ниже уровня воды в камере на ве-

За стенкой водослива запроектирована подвесная перегородка, от-

клоняющая поток воды книзу. Она погружена на 1/4 высоты отстойника,

что составит:

hп = H p = 4,5 =1,1м. 4 4

37

Рис.5. Переход камеры хлопьеобразования в отстойник:

1 – камера хлопьеобразования; 2 – водослив; 3 – полупогружная перегородка; 4 - горизонтальный отстойник.

Принимаем расстояние между водосливом и перегородкой при фактической скорости:

Для улучшения гидравлического режима восходящего потока преду-

смотрены две поперечные перегородки, рассекающие камеру на равные от-

деления. Для опорожнения принят сточный трубопровод D=200 мм.

Непосредственный контроль и наблюдение за процессом формирова-

ния хлопьев ведется из смотрового павильона.

38

2.3.Вихревые камеры хлопьеобразования

2.3.1.Устройство, основы проектирования

Выполняются в виде железобетонных резервуаров пирамидального се-

чения. Принцип работы камеры состоит в перемешивании воды при ее дви-

жении снизу вверх вследствие значительного уменьшения скорости движе-

ния, вызванного резким увеличением площади поперечного сечения (рис.6).

Основным преимуществом такой камеры является то, что при нали-

чии вихревого движения воды в ней процесс хлопьеобразования заканчива-

ется в 2-4 раза быстрее, чем в камерах иного типа, что позволяет уменьшить объем камеры.

Вихревые камеры хлопьеобразования проектируют с вертикальными и наклонными стенками (угол между стенками следует принимать в зависимо-

сти от высоты 'камеры в пределах 50-70°).

Время пребывания воды в камере принимают 6-12мин (нижний пре-

дел - для мутных вод, верхний предел - для цветных вод).

Рекомендуемая скорость входа воды в камеры 0,7-1,2 м/с. скорость восходящего потока на выходе 4-5 мм/с.

Отвод воды из камер хлопьебразования в отстойники должен осуществляться таким образом, чтобы не происходило разрушения сформировавшихся хлопьев. Скорость движения воды в сборных лотках,

трубах, отверстиях и над водосливами не должна превышать 0,1 м/с для мутных вод и 0,05 м/с для цветных вод.

2.3.2. Пример расчета

Рассчитать камеры хлопьеобразования вихревого типа, встроен-

ные в горизонтальные отстойники, для условий примера 1.2.3.

В проекте приняты вихревые камеры хлопьеобразования, встроенные в горизонтальные отстойники. Согласно п. 9.45 [1] время пребывания воды в камере принимаем t=12 мин.

39

Рис. 6. Вихревая камера хлопьеобразования:

1 – камера хлопьеобразования; 2 – водослив; 3 – полупогруженная перегородка; 4 – горизонтальный отстойник; 5 – распределительный трубопровод; 6 – подача воды в камеру; 7 – удаление осадка из отстойника; 8 – опорожнение камеры

40

При этом общий объем камер должен составлять:

W = qч × t = 2000 ×12 = 400 м3. 60 60

Принимаем 5 рабочих камер и 1 резервную (по числу горизонтальных отстойников). Длина камер и их количество увязаны с размерами и количе-

ством отстойников.

При скорости восходящего потока воды на выходе из камеры

V=4,5 мм/с суммарная площадь камер хлопьеобразования в верхнем сечении должна быть:

при площади одной камеры:

При длине стороны камеры в осях 6,0 м, в чистоте L=5,8 м, равных ширине отстойника, ширина камеры хлопьеобразования в верхнем сечении составит:

B = F1 = 24,6 = 4,24 м.

L 5,8

Принимаем ширину камеры в осях 4,5м. в чистоте В=4,3 м .

Нагрузка по воде на одну камеру составляет:

Распределение воды по площади камеры хлопьеобразования осуществляется дырчатым трубопроводом с отверстиями, направленными вниз под углом 45°. Принят стальной трубопровод D=400 мм при скорости движения воды в начале 0,83 м/с. При скорости выхода воды из отверстий

V=1,0 м/с суммарная площадь их в одной камере должна составлять:

∑ fo = qч = 0,111 = 0,111 м2. V0 1,0