Расчет осветлителя со слоем взвешенного осадка

1 – камера осветления

2 – камера осадкоуплотнения

3 – телескопические трубы для подачи исходной воды на осветление

4 – желоба для сбора осветленной воды в камерах осветления

5 – окна для удаления избытка осадка из камер осветления в осадкоуплотнитель

6 – козырьки на окнах

7 – слой взвешенного осадка, проходя через который вода осветляется

8 – дырчатый трубопровод для отвода осадка из осадкоуплотнителя

9 – трубы для удаления осветленной воды из осадкоуплотнителя

10 – сборный лоток осветленной воды

11 – отвод осветленной воды

Количество воды, теряемой при сбросе осадка из осадкоуплотнителя, т.е. при так называемой продувке осветлителя:

q_ос = (К_р(С –m)/_ср)∙100%

С – максимальная концентрация взвешенных веществ в мг/л;

m– количество взвеси в воде, выходящей после обработки в осветлителе, равное 8 – 12 мг/л;

_ср– средняя концентрация взвешенных веществ в осадкоуплотнителе, принимаемая в зависимости от времени уплотнения Т в ч. Для вод с содежанием взвеси более 400 мг/л Т=3ч.

К_р– коэффициент разбавления осадка при его удалении, равный 1,2 – 1,5.

С = М+КД_к+0,25Ц+И

М – количество взвешенных веществ в исходной воде в мг/м³;

К – переводной коэффициент, равный для очищенного сернокислого алюминия 0,55.

Д_к– доза коагулянта в пересчете на безводный продукт в мг/м³;

Ц – цветность воды в град;

И – количество нерастворимых веществ, вводимых с известью для подщелачивания воды, мг/л. В данном курсовом проекте подщелачивания не требуется.

С = 300+0,55∙42,5+0,25∙60 = 338 мг/л

В рассматриваемом случае , когда С = 338 мг/л, принимаем Т = 3ч, таким образом, средняя концентрация осадка _ср = 19000г/м³.

q_ос=(1,2∙(338 – 10)/19000)∙100 = 2,07%

Потеря воды при продувке (т.е. при сбросе осадка):

668∙2,07/100 = 13,8 м³/ч

Площадь осветлителей:

F_осв =F_з.о+F_з.от = К∙Q_расч/3,6V_з.о+ (1-К)Q_расч/3,6∙V_з.о

F_з.о– площадь зоны осветления в м²;

F_з.от– площадь зоны отделения осадка в м²;

Q_расч– расчетный расход воды в м³/ч;

V_з.о– скорость восходящего потока воды в зоне осветления в мм/сек.

V_з.о = 0,8 мм/сек

К – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем. К = 0,7

 - коэффициент снижения скорости восходящего потока воды в зоне отделения осадка вертикального осадкоуплотнителя по сравнению со скоростью воды в зоне осветления, равный 0,9.

F_осв = 0,7∙668/3,6∙0,8 + (1 – 0,7)668/3,6∙0,9∙0,8 = 162,36 + 77,32 = 239,68 м².

Так как площадь одного осветлителя в плане не должна превышать

100 – 150 м², принимаем четыре осветлителя.

Площадь каждого из двух коридоров осветлителя:

f_кор = 162,36 : 4 : 220 м²

Площадь осадкоуплотнителя:

f_о.у = 77,32/4 = 19,3 м²

Ширину коридора принимаем в соответствии с размерами балок b_кор = 2,6м; тогда длина коридораl_кор = 20/2,6 = 7,69 м.

Ширина осадкоуплотнителя выше окон для приема осадка:

b_о.у = 19,3/7,692,5м.

Водораспределительный дырчатый коллектор, размещенный в нижней части коридоров осветлителя:

q_кол = 668 : 4 : 274,5 м³/ч83,5 л/сек

Скорость входа воды в дырчатый коллектор должна быть в пределах 0,5 – 0,6м/сек; диаметр коллектора принят d_кол = 600мм.

Скорость выхода воды из отверстий должна быть V₀ = 1,5 – 2 м/сек; принимаемV₀ = 1,5 м/сек.

Тогда площадь отверстий распределительного коллектора составит:

f₀ =q_кол/V₀ = 0,0835/1,5 = 0,055 м² = 550см².

Принимаем диаметр отверстий 35мм, тогда площадь одного отверстия составит 9,62 см², а количество отверстий в каждом коллекторе будет

n₀ = 550/9,6258 шт.

Отверстия размещают в два ряда по обеим сторонам коллектора в шахматном порядке; но и направлены вниз под углом 45к горизонту. Отношение суммы площадей всех отверстий в распределительном коллекторе к площади его поперечного сечения:

n₀∙d²₀/4 :d²_кол/4 =n∙d²₀/d²_кол = 58∙0,001225/0,36 = 0,2 т.е. находится в допускаемых пределах (0,2 – 0,4).

Расстояние между осями отверстий в каждом ряду:

е = 2l:n₀ = 2∙7,69/580,26 м или 260 мм (согласно СНиП величина не должна быть не более 0,5 м).

Водосборные желоба с затопленными отверстиями для сбора воды. Желоба размещены в зоне осветления, в верхней части осветлителя, вдоль боковых стенок коридоров.

Расход воды на каждый желоб:

q_ж = К(Q_час:4)/2∙2 = 0,7(668:4)/(2∙2) = 29 м³/ч или 0,01м³/сек

(при производительности одного осветлителя 167 м³/ч).

Ширина желоба прямоугольного сечения b_ж = 0,9q_ж^0,4 = 0,9∙0,01^0,4 17см.

Затопленные отверстия размещаются в один ряд по внутренней стенке желоба на 7см ниже его верхней кромки. Тогда глубина желоба в начале и конце его будет:

h_нач = 7+1,5b_ж/2 = 19,75см

h_кон = 7+2,5b_ж/2 = 28,25см

Площадь отверстий в стенке желоба равна:

f_отв =q_ж/(2gh), где

h– разность уровней воды в осветлителе и в желобе, равная 0,05м;

 - коэффициент расхода, равный 0,65.

f_отв = 0,01/0,65(2∙9,81∙0,05) = 0,0155м² = 155см².

При диаметре каждого отверстия 35мм и его площади f₀ = 9,62 см²количество отверстий будет:n=f_отв/f₀ = 155/9,6217 шт.

Шаг отверстий е = l/n= 7,69/170,45м = 45см.