Типы отстойников и область их применения. Горизонтальные отстойники. Расчет

Осаждение взвешенных частиц происходит под действием силы тяжести. Современные конструкции отстойников, приме­няемые для осветления воды, являются проточными, так как осаждение взвеси в них происходит при непрерывном движении воды от входа к выходу. Поэтому скорости движения воды в отстойниках должны быть малы; они измеряются деся­тыми долями мм/с в вертикальных отстойниках и несколькими мм/с — в горизонтальных, тонкослойных и радиальных. При та­ких малых скоростях поток почти полностью теряет свою так называемую транспортирующую способность, обусловленную ин­тенсивным турбулентным перемешиванием.

Типы отстойников и область их применения

В практике водоподготовки для предварительного осветле­ния воды перед поступлением ее на скорые фильтры приме­няют горизонтальные (рис. 6.1), вертикальные (рис. 6.2), ради­альные (рис. 8.5) и тонкослойные (рис. 8.6) отстойники. На­звание отстойников дано в соответствии с направлением и ха­рактером движения воды в них. По высоте в отстойниках раз­личают зоны: осаждения, накопления и уплотнения осадка. Со­держание взвешенных веществ в осветленной воде после отстой­ников не должно превышать 8—15 мг/л.

Горизонтальный отстойник — прямоугольный, вытянутый в направлении движения воды железобетонный резервуар, в ко­тором осветляемая вода движется в направлении, близком к горизонтальному, вдоль отстойника. Различают одно-, двух- этажные и трехэтажные горизонтальные отстойники. Отстой­ники, используемые для предварительного осветления воды, могут быть устроены в земле креплением или без крепления от­косов. Горизонтальные отстойники в отечественной практике рекомендуется применять при мутности до 1500 мг и цветности 120 град обрабатываемой воды и при производительности водо­очистного комплекса не менее 30 тыс. м3/сут.

Вертикальный отстойник — круглый в плане и в очень ред­ких случаях квадратный железобетонный (реже стальной) ре­зервуар значительной глубины, в котором обрабатываемая вода движется вертикально—снизу вверх. В отечественной практи­ке вертикальные отстойники рекомендуется использовать при мутности и цветности обрабатываемой воды до 1500 мг/л и до 120 град и при производительности водоочистного комплекса до 5000 м3/сут.

Радиальный отстойник (рис. 8.5) — круглый в плане же­лезобетонный резервуар, высота которого невелика по сравне­нию с его диаметром. Вода в отстойнике движется от центра к периферии в радиальном направлении, близком к горизон­тальному. СНиП рекомендует использовать радиальные от­стойники при обработке высокомутных вод и в системах обо­ротного водоснабжения.

Рис. 8,5. Схема радиального отстойника с рециркуляцией осадка (а) тонкослойными модулями (б).

1, 11 — подача и отвод воды; 2 — сопло; 3 — грязевой приямок; 4 — рециркулятор; 5 — скребки; 6 — вращающаяся ферма; 7 — служебный мо­стик; 8 — водосливные окна, 9 — зона осветления воды; 10 — кольцевой водосборный лоток; 12 — тонкослойные блоки; 13 — отвод осадка; 14 — крепления блоков

Отстойники с малой глубиной осаждения. Среди методов интенсификации процесса осаждения примесей воды одним из наиболее перспективных является отстаивание в тон­ком слое. Сущность его заключается в ламинаризации потока воды (Ке = 60... 80), при которой исключается влияние взвеши­вающей составляющей. В России и за рубежом разработаны различные конструкции тонкослойных отстойников с использо­ванием пластмасс, стеклопластиков и других материалов, обеспечивающих легкое сползание и удаление осадка с поверх­ности.

Горизонтальные отстойники

Горизонтальные отстойники с рассредоточенным по пло­щади сбором осветленной воды в усло­виях низких температур устраивают в здании или с покры­тиями и обсыпают землей с боков и сверху. В перекрытии от­стойников предусматривают люки для спуска в сооружение, отверстия для отбора проб, располагаемые на расстоянии до 10 м друг от друга и вентиляционные трубы. Обычно со сторо­ны входа воды отстойники совмещают с камерами хлопьеобразования зашламленного или вихревого типа. В южных районах с теплым климатом отстойники устраивают открытыми.

Для равномерности распределения воды в поперечном се­чении отстойника его объем делят в продольном направлении перегородками на самостоятельно действующие секции ши­риной 3... 6 м (в зависимости от шага колонн, поддерживаю­щих перекрытие). При количестве секций менее шести необходимо предусматривать одну резервную. Дно отстойника долж­но иметь продольный уклон не менее 0,005 в направлении, обратном движению воды, а в поперечном направлении оно мо­жет быть плоским или призматическим с углом наклона граней 45°. Для удаления осадка без отключения отстойника из ра­боты предусматривают гидрав­лические системы в виде перфорированных труб, которые обе­спечивают его удаление в течение 20... 30 мин. Другим способом удаления осадка является выпуск его че­рез специальную дренажную систему, укладываемую по дну отстойника. При ширине секции отстойника не более 3 м осадок из нее может удаляться одной дырчатой трубой, прокладываемой по ее про­дольной оси (при большей ширине секции нужны две парал­лельные дырчатые трубы). Поэтому расстояние между осями труб назначают не более 3 м — при призматическом днище — и 2 м — при плоском. В трубах для удаления осадка принимают отверстия диаметром не менее 25 мм, располагаемые с шагом 0,3... 0,5 м в шахматном порядке вниз под углом 45° к оси тру­бы. Потеря воды с осадком в среднем не пре­вышает 0,8% от производительности отстойника, в то время как при выключениях отстойника из работы на очистку от осадка средняя потеря воды превышает 4%.

Из открытых горизонтальных отстойников осадок можно удалять специальными плавучими землесосными снарядами, серийно выпускаемыми нашей промышленностью. При дви­жении такого снаряда по коридору отстойника напорный шланг снаряда попеременно присоединяется к патрубкам трубчатой системы, по которой осадок под напором, развиваемым насосом землесосного снаряда, перекачивается за пределы очистной станции.

В качестве механизированных средств удаления осадка без отключения отстойника можно применять скребковые транс­портеры, которые сгребают осадок в приямок, откуда этот оса­док откачивается эжектором или насосом.

Децентрализованный сбор осветленной воды, способст­вующий увеличению коэффициента объемного использования сооружения, осуществляют системой горизонтально располо­женных желобов с затопленными отверстиями или треуголь­ными водосливами, либо перфорированных труб, расположен­ными на участке 2/3 длины отстойника, считая от задней тор­цовой стенки. Расстояние в осях между водосборными трубами или желобами назначают до 3 м. При оборудовании отстойника тонкослойными модулями подобную систему сбора воды уст­раивают на всю его длину. Отвер­стия водосборных устройств диаметром не менее 25 мм разме­щают на 5... 8 см выше дна желоба, а в трубах — горизон­тально по оси с двух сторон. Излив воды из водосборных устройств отстойника в торцовый карман (канал) должен про­исходить без его подтопления.

Режим движения воды в горизонтальных отстойниках тур­булентный, вследствие чего выпадение частиц взвеси в воде тормозится наличием вертикальных составляющих скоростей турбулентного потока. Поэтому есть ризон ставить тонкослойные элементы. Применение горизонтальных отстойников со встроенной ка­мерой хлопьеобразования и отбором осветленной воды через тонкослойные блоки, размещаемые в зоне осаждения, сулит значительные технологические преимущества. Вертикальная взвешивающая составляющая, препятствую­щая осаждению взвеси в отстойнике, возрастает с увеличением скорости горизонтального движения воды в нем. Для ее умень­шения необходимо предусматривать меры по увеличению коэф­фициента объемного использования отстойника и гидравличе­ской крупности осаждаемых примесей.

Высоту отстойников следует определять как сумму высот зоны осаждения и зоны накопления осадка с учетом превыше­ния строительной высоты над расчетным уровнем воды не менее 0,3 м.

Расчет ГО: Ведут на 2 случая:

1. На минимальную мутность и минимальный зимний расход обрабатываемой воды

2. Наибольшая мутность и наибольший расход в этот период

Основой расчета горизонтальных отстойников является опре­деление такой длины зоны осаждения отстойника, которая при принятой средней скорости движения воды в отстойнике обеспечит требуемый эффект ее осветления, т. е. задержание заданного процента взвеси. При этом исходят из упрощенного представления, согласно которому частицы взвеси в отстойнике осаждаются также, как в непод­вижном объеме воды, с той лишь разницей, что этот объем перемещается в горизонтальном направлении со скоростью движения воды в отстойнике.

Площадь горизонтальных отстойников в плане F _г.о, м², следует определять по формуле:

где q — расчетный расход воды, м³/ч,

u ₀ — скорость выпадения взвеси, мм/с, принимаемая по табл. 18;

a_об — коэффициент объемного использования отстойников, принимаемый равным 1,3.

Длину отстойников L, м, следует определять по формуле

где Н _ср — средняя высота зоны осаждения, м, принимаемая равной 3—3,5 м в зависимости от высотной схемы станции;

v _ср — расчетная скорость горизонтального движения воды в начале отстойника, принимаемая равной 6—8, 7—10 и 9—12 мм/с соответственно для вод маломутных, средней мутности и мутных.

Отстойник должен быть разделен продольными перегородками на самостоятельно действующие секции шириной не более 6 м.

При количестве секций менее шести следует предусматривать одну резервную.

Горизонтальные отстойники следует проектировать с механическим или гидравлическим удалением осадка (без выключения подачи воды в отстойник) или предусматривать в них гидравлическую систему смыва осадка с периодическим отключением подачи воды в отстойник в случае осветления мутных вод с образованием малоподвижных осадков.

При гидравлическом удалении осадка продольный уклон дна отстойника следует принимать не менее 0,005.

Поиск по сайту: