Главная » Публицистика

0 ... 84 85 86 87 88 89 90 ... 159

В настоящее время применяют отстойники трех типов, различаемые по направлению движения воды в них: горизонтальные, вертикальные и радиальные.

§ 88. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

Горизонтальный отстойник обычно представляет собой бассейн прямоугольной формы в плане (рис. V.17). Вода, подлежащая осветлению, подводится к одной из его торцовых стенок, проходит вдоль отстойника до противоположной торцовой стенки и там отводится. В отстойнике следует различать его рабочую часть 7, где происходит осаждение взвеси, - зону осаждения и нижнюю часть 2, где собирается выпавщий осадок, - зону накопления и уплотнения осадка.

Продольный разрез

1 - -

План

Рис. V.17

Рис. V 18

Рассмотрим характер движения воды и частиц взвеси в зоне осаждения горизонтального отстойника. Возьмем некоторую взвешенную в потоке частицу, положение которой определяется координатами х и у (рис. V.18). Уравнение траектории частицы в дифференциальной форме будет:

dy и

и- скорость выпадения частицы; v-скорость ее горизонтального перемещения с потоком. Разделив переменные и проинтегрировав, получим -yv = ux-\-C; постоянную С находим из граничного условия д:=0 при y-h. Тогда уравнение траектории частицы примет вид:

их - {h - y)v = 0.

Если предположить в первом приближении, что величины и и v не являются функцией координат, то это уравнение будет представлено прямой ai6u отсекающей на осях координат отрезки h (при л;=0) и hvlu=l (при у=0). Отрезок / представляет собой расстояние от начальной точки отстойника до точки, где частица упадет на его дно. Траектории частиц, вошедших в отстойник на разной высоте (при принятых допущениях), будут представлены семейством параллельных прямых. Очевидно, что самый длинный путь совершит частица, вошедшая в отстойник в поверхностном слое воды (на высоте h = H, где Н - глубина зоны осаждения отстойника). Эта частица выпадет на дно (выйдет из зоны осаждения) на расстоянии L от входа в отстойник (прямая аб). Таким образом, для задержания всех частиц, вошедших в отстойник, он должен иметь длину

Формула эта является весьма приближенной. Если скорость и для агрегативно-устойчивой взвеси можно считать постоянной, то скорость v будет различна в разных точках отстойника по его глубине и ширине. Если представить эпюру распределения скоростей v в отстойнике по глубине (см. рис. V.18) кривой Ов (характерной для каналов), то, очевидно, что траектория частицы не будет прямой линией, а примет форму кривой /. Кроме того, скорости поступательного движения воды будут распределяться неравномерно по ширине отстойника-скорости в отдельных точках его поперечных сечений (в плане) будут отличаться от расчетной средней величины v. Вследствие этого частицы, одновременно вошедшие в отстойник на одной высоте, будут выпадать на дно на разных расстояниях от входа.

При турбулентном режиме движения воды (который, как показано рядом исследователей, обычно имеет место в отстойниках) выпадение частиц будет тормозиться наличием вертикальных составляющих W. Поэтому действительная скорость выпадения взвеси в отстойнике будет Uq=u-W, т. е. меньше, чем и\ следовательно, длина отстойника для задержания взвеси той же крупности будет больше, чем при определении ее по скорости и. На основании сказанного в приведенную выше формулу для определения длины отстойника вводят коэффициент а=и/{и-w), после чего формула получает такой вид:

L = a-, (V.3)

В основу расчета отстойника должна быть положена заданная степень осветления воды в нем, т. е.

р Смаке-Со jQQ, Смаке

где Смаке- наибольшее расчетное содержание взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник (мг/л); Со - допускаемое их содержание в отстоенной воде (мг/л).

При коагулировании осветляемой воды величина Смаке, очевидно, должна отражать не только содержание взвеси в природной воде, но и ТО/ количество взвеси, которое привносится в процессе коагулирования, а иногда и подщелачивания воды.

Значение Смаке (мг/л) может быть определено по формуле

маке -

где М- наибольшее содержание взвеси в природной воде в мг/л;

k-коэффициент, зависящий от типа коагулянта (для очищенного сернокислого алюминия = 0,55, для неочищенного сернокислого алюминия k=\, для сернокислого и хлорного железа = 0,8); Лк- доза коагулянта в мг/л; Ц- цветность осветляемой воды в град;

В - содержание нерастворимых примесей, вводимых с известью при подщелачивании, в мг/л.

Величина Со для отстойников хозяйственно-питьевых водопроводов в соответствии с требованиями СНиП должна быть не более 8-12 мг/л.

Определив таким образом требуемый процент задержания взвеси отстойником, можно найти (по кривой выпадения взвеси, полученной в результате технологического анализа осветляемой воды) требуемую расчетную скорость выпадения взвеси. При этом удобно пользоваться формулой (V.2).

Для расчета отстойников, предназначаемых для осаждения агре-гативно-неустойчивой взвеси, также можно использовать кривые, подобные приведенной на рис. V.15. Они удобны тем, что дают соотношение между требуемым процентом задержания взвеси ц расчетной скоростью выпадения взвеси. Однако при наличии такой взвеси по кривой получается фиктивная величина скорости выпадения:

«0=-.

где h - принятая высота зоны осаждения отстойника:

t - требуемое время осаждения в отстойнике, определяемое по формуле (V.1).

При отсутствии данных технологического анализа скорость Uq для расчета отстойника может быть принята по табл. V.2, состайленной на основании опыта работы отстойников при различных способах обработки воды.

Таблица V.2

Характеристика обрабатываемой воды и способ ее обработки

мм/с

Цветные воды с содержанием взвешенных веществ до 250 мг/л при обработке их коагулянтом........

Мутные воды с содержанием взвешенных веществ более 250 мг/л при обработке их коагулянтом........

Мутные воды, не обрабатываемые коагулянтом « , . . .

0,35-0,45

0,5-0,6 0,12-0,15

Для определения длины отстойника необходимо иметь также численное значение коэффициента а=и/{и-w). Величина вертикальной составляющей w зависит от средней скорости потока v. На основании исследований А. А.Труфанова и П. И. Пискунова с достаточной степенью точности можно принимать w = vl30, т. е.

Из формулы (V.3) видно, что

\а Н

Величина К зависит в основном от соотношения L/Я. Для горизонтальных водопроводных отстойников отношение L/Я рекомендуется принимать в пределах от 10 до 25. Для этих значений величину К можно брать из табл. V.3.

Высоту зоны осаждения отстойника Н принимают в зависимости от высотной схемы очистных сооружений в пределах от 2,5 до 3,5 м.

За основную исходную формулу для расчета горизонтальных отстойников может быть принята также формула площади отстойника о плане F.

Если умножить обе части формулы (V.3) на ширину отстойника В, то получим

F=BL = -.

0 ... 84 85 86 87 88 89 90 ... 159