More Related Content
What's hot (20)
Similar to Тема 12 (10)
More from shulga_sa (20)
Тема 12
- 1. ТЕМА 12. ОСАДЖЕННЯ ДОМІШОК ПИТНОЇ ВОДИ 1. Вертикальні відстійники. 2. Горизонтальні вістійники. 3. Радіальні відстійники. 4. Відстійники з малою глибиною осадження – багатоярусні і тонкошарові відстійники. 1. Вертикальні відстійники. У практиці водопідготовки для виділення з води завислих речовин застосовують горизонтальні, вертикальні, радіальні і тонкошарові відстійники, названі так за рухом в них потоків води. За висотою відстійник розподіляється на дві частини: зону осадження, де завислі речовини осаджуються, і зону нагромадження та ущільнення осаду. Вміст завислих речовин у воді після відстійників не повинен перевищувати 8—12 мг/дм3 . Вертикальні відстійники рекомендується застосовувати при будь-якій якості оброблюваної води і при продуктивності очисної станції не більше 5000 м3 /добу. Вертикальний відстійник буває круглим або прямокутним у плані. В центральній його частині (рис. 12.1) розташовують водоворотну камеру утворення пластівців. Рис. 12.1. Схема вертикального відстійника. 1 - подача води; 2 - резервуар: 3 - зона прояснення: 4 - зона накопичення і ущільнення осаду; 5 - трубопровід для відведення осаду; 6 - камера утворення пластівців; 7 - трубопровід відведення відстояної води; 8 - лотки для збирання відстояної води; 9 - пристрій для впускання води в камеру; 10 – гасник.
- 2. У верхню частину камери впускають вихідну воду за допомогою спеціального пристрою — колеса Сегнера. Це забезпечує обертову плавну течію води донизу камери. За час, упродовж якого вода проходить через камеру, в ній утворюються великі пластівці зависі. На виході з камери влаштовують гасник, який являє собою решітку із дощок з отворами 0,5 х 0,5 м і заввишки 0,8 м. Потік, що проходить гасник, плавними рівномірними струменями виходить у відстійник, де змінює напрямок руху на висхідний. У зоні прояснення потік рухається із швидкістю V = 0,35...0,6 мм/с, а пластівці осідають у нижню зону накопичення й ущільнення осаду. Очищену воду збирають у верхній частині лотками, із яких трубопроводом 7 її відводять на фільтри. Періодично осад випускають трубопроводом 5, при цьому відстійник не виключають із роботи. Розрахункова площа зони прояснення, м2 , nU q Fпр 6,3 , (12.1.) де – коефіцієнт, що враховує об’єм відстійника, який використовується (1,3…1,5); q – витрати води, м3 /год; n – кількість робочих відстійників; U – швидкість висхідного потоку, мм/с. Площу камери утворення пластівців визначають за виразом: .. .. пк пк Hn tq F , (12.2.) де t = 0,25...0,33 год – тривалість перебування води в камері утворення пластівців; Hк.п.= 3,5...4 м – висота камери утворення пластівців. Висоту зони прояснення приймають на 10 % більшою за висоту камери утворення пластівців. Об'єм зони накопичення й ущільнення осаду Wнп визначають з умови накопичення його упродовж 6....24 год. Зона накопичення й ущільнення осаду передбачається з похилими стінками, кут між якими = 70...80°. Скидання осаду з відстійника передбачається без його виключення. Період роботи між чистками (ревізіями) відстійника, час накопичення осаду, год дорівнює
- 3. )( KP оснп н MCq nW T , (12.3.) де ос – середня по висоті концентрація твердої фази осаду, г/м3 (табл. 12.1); Мк = 8...12 мг/л – каламутність води, яка виходить з відстійника; СР – концентрація завислих речовин у воді, мг/дм3 , які потрапляють у відстійник ВЦDkMC ККKP 25,0 , (12.4.) де Мк – каламутність вихідної води, мг/дм3 ; Dк – доза коагулянту, мг/дм3 ; kк – коефіцієнт, який для очищеного сірчанокислого алюмінію становить 0,5, для неочищеного – 1,2; Ц – кольоровість вихідної води, град; B = 0,6Dвап – кількість нерозчинних речовин, які вводять із вапном (Dвап – доза вапна для підлуговування, мг/дм3 ). Таблиця 12.1. Визначення середньої концентрації осаду Каламут- ність вихідної води, мг/дм3 Реагент ос при періодах між скидами осаду, год 6 12 24 і більше До 50 Коагулянт 9000 12000 15000 50…100 Те саме 12000 16000 20000 100…400 Те саме 20000 32000 40000 400…1000 Те саме 35000 50000 60000 1000…1500 Те саме 80000 100000 120000 Понад 1500 Флокулянт 90000 140000 160000 Період між скидами осаду має бути не менше 6 год. Відбір проясненої води здійснюється периферійними та радіальними лотками з отворами або трикутними вирізами. Скидання осаду здійснюється трубопроводом діаметром 150...200 мм. При кількості робочих відстійників менше шести передбачається один резервний. 2. Горизонтальні відстійники. Горизонтальні відстійники рекомендується застосовувати при будь-якій якості оброблюваної води і продуктивності очисної станції більше 30 тис. м3 /добу.
- 4. Горизонтальний відстійник (рис. 12.2.) являє собою прямокутний резервуар, витягнутий у бік руху води. Воду для відстоювання подають у торець відстійника, де вона рівномірно розподіляється по перерізу зони прояснення дірчастою передньою перегородкою. Зону прояснення вода проходить ламінарним горизонтальним потоком, пластівці зависі внаслідок дії сили тяжіння осідають у зоні накопичення осаду. Відстояна вода проходить через дірчасту задню перегородку й трубопроводом 6 відводиться з відстійника. Осад періодично виводять трубопроводом 7 із відключенням подачі води та повному випорожненні відстійника. Рис. 12.2. Схема горизонтального відстійника: 1 – подавання води; 2 – передняя розподільна перегородка; 3 – зона прояснення; 4 – зона накопичення і ущільнення осаду;5 – задня розподільна стінка; 6 – трубопровід відведення відстояної води; 7 – трубопровід для відведення осаду; 8 – отвори в розподільній перегородці; 9 – лоток відведення води; 10 – лоток подачі води. Горизонтальні відстійники виконують зазвичай із залізобетону й обладнують водорозподільними і водозбірними пристроями, трубопроводами для підведення оброблюваної і відведення проясненої води та пристроями для періодичного видалення випавшого осаду. У місцевостях з холодним кліматом, такого типу відстійники влаштовують із покриттями і засипають землею з усіх боків і зверху, влаштовуючи тільки невеликі павільйони біля торців; у південних районах з теплим кліматом відстійники зазвичай виконують відкритими. Горизонтальні відстійники часто сполучають з камерами
- 5. пластівцеутворення, прилягаючими або вмонтованими в них (рис. 12.3). Їх можна проектувати одно- і двоповерховими з торцевим або розосередженим по площі збором проясненої води, без повороту потоку води в горизонтальній або вертикальній площині або з поворотом (див. рис. 12.4). Рис 12.3. Проектування горизонтального відстійника і вертикальної камери пластівцеутворення: а - сполучені з відстійником; б - вмонтовані у відстійник;; 1- розподільна труба; 2- розподіль-ний канал; 3- відстійники; 4- шибер; 5- камера пластівцеутворення; 6- засувки; 7- збірні жолоби; 8- затоплений водозлив; 9- відбійна стінка. Рис. 12.4. Схема руху води в горизонтальних відстійниках: а- одноповерховому прямоточному (розріз); б- двоповерховому прямоточному (розріз); в- двоповерховому з поворотом потоку (план); 1,2- відповідно розподільний і збірний водоз-лив; 3- водоміри; 4- підведення води; 5- відведення відстояної води; 6- відведення осаду.
- 6. Перевага двоповерхових відстійників полягає в значно меншій площі забудови, об'ємі й витраті бетону на їхнє будівництво, а великим недоліком є необхідність у додатковому підйомі води. Крім того, потрібні особливі гідрогеологічні умови майданчика, що дозволяють робити великі заглиблення. Вода надходить у відстійник з торцевого боку. Для більш рівномірного розподілу води по живому перерізу водорозподільні й водозбірні пристрої відстійників влаштовують у вигляді поперечних водозливів, дірчастих перегородок і дірчастих жолобів (рис. 12.5). Рис.12.5. Схеми водорозподільних і водозбірних пристроїв відстійників: а - поперечний водозлив; б - дірчасті перегородки; в- дірчасті жолоби. Найбільш ефективними є дірчасті перегородки, які розташовують на відстані 1 – 2 м від торцевої стінки. Площу отворів у дірчастих перегородках вибирають так, щоб швидкість руху води в них була менше швидкості, при якій починається руйнування пластівців зкоагульованої суспензії (не більше 0,5 м/с). У нижній частині перегородки на 0,3 – 0,5 м вище зони накопичення й ущільнення осаду отвори не передбачаються. Для зменшення довжини зони підвищеної турбулентності, що утворюється за дірчастою перегородкою, на початку відстійника доцільно екранувати вихід з отворів перегородки сферичними або конічними заспокоювачами (рис. 12.6).
- 7. Рис. 12.6. Екранування отворів у дірчастих перегородках Висоту відстійника залежно від висотної схеми станції приймають рівною 3— 5 м. Довжину і ширину його розраховують. Якщо не допускаються перерви в подачі води, то відстійників повинно бути не менше двох, щоб забезпечити відстоювання води при відключенні одного відстійника. За висотою відстійник розподіляється на дві частини: зону осадження, де завислі речовини осаджуються, і зону накопичення й ущільнення осаду. Для підвищення рівномірності розподілу води в поперечному перерізі відстійника, крім дірчастих перегородок, кожен відстійник поділяють уздовж легкими перегородками з таким розрахунком, щоб ширина кожного коридору була не більше 6 м (залежно від сітки колон, які підтримують покриття). У звязку з тим, що осад розподіляється по дну відстійника нерівномірно і велика частина його накопичується в першій половині, об'єм осадової частини відстійника на початку роблять більше, ніж наприкінці. Для цього, а також для періодичного випуску осаду при змиві його водою зі шланга дно горизонтального відстійника повинне мати поздовжній ухил 0,02 у напрямку, зворотному рухові води, і поперечні ухили в кожному коридорі не менше 0,05. При гідравлічному видаленні осаду поздовжній ухил дна відстійника слід приймати не менше 0,005. Механічні засоби видалення осаду з горизонтальних відстійників влаштовують у випадках значної каламутності вихідної води або частого повторення періодів підвищеної каламутності води протягом року. Для цього застосовують скребкові транспортери, які згрібають осад у приямок, звідки його відкачують гідроелеваторами або відцентровими насосами.
- 8. Іншим способом видалення осаду є випуск його через збірну систему з перфорованих труб або каналів, що укладаються по дну відстійника. При відкритті засувки осад під тиском видавлюється через отвори і відводиться в каналізацію. Колектор труб або каналів відведення осаду розташовують на початку відстійника, де накопичується найбільша кількість осаду. При реконструкції існуючих, будівництві нових відкритих і закритих горизонтальних відстійників рекомендується застосовувати напірну гідромеханічну систему видалення осаду. Напірна система змиву і видалення осаду складається з напірного колектора, розвідних напірних трубопроводів, патрубків з бронзовими насадками і насосу, що забезпечує роботу системи. Розрахунок горизонтального відстійника з торцевим зобором води. Сумарну площу відстійника (у плані) визначають за формулою: 06,3 U q Fзаг , м2 (12.5.) де q – розрахункова витрата води, м3 /год; U0 – швидкість осадження суспензії, мм/с; – коефіцієнт, що враховує вплив вертикальної складової швидкості потоку. Середню швидкість потоку знаходять за формулою: U СР K U 0 , мм/с (12.6.) Необхідне значення К для розрахунку середньої швидкості знаходять за відношенням довжини відстійника L до середньої глибини осадження Н: L/H 10 15 20 25, К 7,5 10 12 13,5. Коефіцієнт, що враховує вплив вертикальної складової, визначають за формулою , 30 0 0 СРU U U (12.7.) Швидкість осадження суспензії знаходять для деяких відстійників за
- 9. да-ними технологічного аналізу за наступною залежністю: ,0 0 e e h h UU мм/с (12.8.) де Uе, hе – відповідно швидкість осадження і висота шаруючи води в циліндрі при експериментальному дослідженні; h0 – висота осадової частини відстійника. Швидкість горизонтальної течії приймається: для малокаламутних вод 6…8 мм/с, для вод середньої каламутності 7…10 мм/с, для каламутних вод 9…12 мм/с. Швидкість випадання зависі, мм/с залежить від якості вихідної води: 1) малокаламутні, кольорові води, оброблені коагулянтом - 0,35…0,45; 2) середньої каламутності, оброблені коагулянтом - 0,45…0,50; 3) каламутні води, оброблені коагулянтом - 0,5…0,6; 4) каламутні води, оброблені флокулянтом - 0,2…0,3; 5) каламутні води, не оброблені коагулянтом - 0,08…0,15. Ширина одного відстійника має бути не більшою ніж 6м. При використанні флокулянту значення швидкості осадження збільшується на 20-30%. При застосуванні вмонтованих камер пластівцеутворення із шаром зваженого осаду значення швидкості осадження суспензії збільшується при обробці каламутних вод на 30 %, а при обробці малокаламутних вод на 20%. Ширину відстійника визначають за формулою: NHU q B CP 6,3 , (12.9.) 3. Радіальні відстійники. Радіальні відстійники є різновидом горизонтальних і застосовуються для прояснення води, що містить велику кількість завислих речовин (більше 1500 мг/дм3 ) і в системах оборотного водопостачання.Радіальний відстійник являє собою круглий залізобетонний резервуар (у плані), висота якого
- 10. невелика в порівнянні з діаметром. Він обладнаний підвідними і відвідними трубопроводами, водорозподільними і водозбірними пристроями, а також обертовими фермами із шкребками для видалення осаду (рис. 12.7). Рух води у відстійнику здійснюється від центра до периферії в радіальному напрямку, близькому до горизонтального. Прояснювана вода підводиться знизу в центр і виливається через лійку, повернуту широким кінцем нагору. Навколо лійки розташований циліндр- заспокоювач з глухим дном і дірчастими стінками. Наявність такого циліндра сприяє більш рівномірному розподілу води по робочій висоті відстійника. Вода повільно рухається від центра до периферії і зливається у периферійний жолоб. Для видалення осаду застосовують повільнообертову металеву ферму з укріп-леними на ній шкребками, які згрібають осад до центра відстійника, звідки він безупинно чи періодично випускається або відкачується. Одним кінцем ферма спирається на опору в центрі відстійника, а другим – на візок, що рухається по стінці відстійника. Збирають прояснену воду периферійним жолобом з трикутними вирізами або затопленими отворами. Рис. 12.7. Схема радіального відстійника: 1 і 9- подача вихідної і відведення проясненої води; 2- приямок для збирання осаду; 3- дифузор; 4- обертова ферма для видалення осаду; 5- збірний кільцевий периферійний лоток; 6- ходовий місток; 7- подача реагентів; 8 - водорозподільна склянка; 10- скидання осаду.
- 11. Розміри радіальних відстійників. Відстійники діаметром від 2,5 до 18 м виконують з центральним приводом, від 18 до 100 м — з периферичним. Глибина відстійників залежно від продуктивності коливається від 1,5—2 м біля периферії до 3,5 м біля центру. Розрахунок радіальних відстійників зводиться до визначення площі відстійника в плані: f U q F 07,1 0 )(2,0 , м2 (12.10.) де q – розрахункова витрата води, м3 /год; U0 – швидкість осадження суспензії, мм/c; f – площа вихрової зони (приймають на 1 м більше площі водорозподільного пристрою), м2 . 4. Відстійники з малою глибиною осадження – багатоярусні і тонкошарові відстійники. Серед методів інтенсифікації процесу осадження домішок води одним з найбільш перспективних є відстоювання в тонкому шарі. Сутність методу прояснення води полягає в ламінаризації потоку води, при цьому число Рейнольдса становить 60-80, при якому виключається вплив завислої складової. Розроблено різні конструкції тонкошарових відстійників з використанням пластмас, склопластиків та інших матеріалів, що забезпечують легке сповзання і видалення осаду з поверхні споруди. Відстійники з малою глибиною осадження суспензії застосовують на очисних спорудах малої продуктивності. Їх виконують у вигляді горизонтальних відстійників малої довжини або у вигляді круглих (у плані) багатоярусних відстійників. До них відносяться багатоярусні й тонкошарові відстійники. Багатоярусний відстійник. Схема блоку установки для прояснення води з багатоярусним відстійником представлена на рис. 12.8. До складу установки входять: камера флокуляції 1, горизонтальний відстійник 2 і фільтр 3. Вода із введеними в неї реагентами надходить зверху в обладнану механічною мішалкою камеру флокуляції, в якій відбувається утворення
- 12. великих і швидкоосідаючих пластівців, а з неї — у відстійник. Рухаючись по похилих площинах паралельно працюючих ярусів відстійника, вода прояснюється і надходить у фільтр. Промивання фільтру виконують течією води знизу нагору. Камеру флокуляції перед промиванням фільтру відключають і випускають з неї частину води. Рухаючись з великою швидкістю по похилих площинах відстійника, вода змиває з них осад, що випав, і разом з ним виділяється в каналізацію. Рис. 12.8. Схема установки для прояснення води з багатоярусним відстійником Тонкошаровий відстійник (рис. 12.9). У таких відстійниках прояснювана вода по трубі 3 надходить у камеру 4 і піднімається в зону прояснення 6. Плавне розширення конструкції дозволяє поступово знижувати швидкість потоку, в результаті чого відокремлюються найбільш важкі часточки суспензії. Частково прояснена вода направляється в багатошарове завантаження 9, де забезпечується її ламінарний рух і осадження більш дрібних часточок. Осад, що випав, по засипці сповзає вниз, а прояснена вода по системі труб і каналів 10, подається споживачеві. У міру накопичення завислих речовин з зони прояснення 6 через вікна
- 13. 7 переміщується в зону ущільнення осаду 8, з якого останній відводиться безперервно або періодично збірними коробами 2 для подальшого ущільнення. Відокремлювана від ущільненого осаду вода надходить у багатошарову засипку, розташовану над зоною ущільнення, і разом з основним потоком проясненої води попадає в збірну систему. Застосування тонкошарового відстійника дозволяє інтенсифікувати процес осадження суспензії, на 60 % зменшити площу забудови, на 25–30 % підвищити ефект прояснення води порівняно зі звичайним відстійником. При експлуатації треба стежити, щоб у міжполичний простір не потрапляло повітря. Видаляти осад краще, періодично включаючи вібратор і одночасно відкриваючи на мулопроводі засувку для його скидання. Рис. 12.9. Схема тонкошарового відстійника: 1- поліетиленова труба для видалення осаду; 2- труба для випуску повітря; 3,7- відведення проясненої води із осадоущільнювача; 4- трубопровід підігріву; 5- отвори в поперечних збірних жолобах; 6- зварений лоток; 8- багатошарове завантаження; 9- корпус; 10- цегельна кладка; 11- подача води в секцію; 12- гравійна камера пластівцеутворення Розрахунок тонкошарових відстійників Метод розрахунку зводиться до визначення геометричних розмірів
- 14. відстійника. Встановлюють довжину l, ширину b, висоту h каналу при відомому навантаженні, початковій та кінцевій концентрації суспензії, характеристику суспензії (дисперсності). Необхідними умовами, що забезпечують надійність роботи і стабільність якості проясненої води, є ламінарний режим руху і стійкість потоку в тонкошаровому елементі.