Типы отстойников и область их применения.

По направлению движения воды в отстойнике их классифицируют: вертикальные, горизонтальные и радиальные.

Горизонтальные отстойники.

Используют для предварительного осветления при мутности до 1500 мг/л и цветности 120 при производительности ОС .

Горизонтальные отстойники сооружают в здании или устраивают перекрытия и обсыпку землёй. В перекрытии предусматривают люк для спуска в сооружение и отверстия для отбора проб, вентиляционные трубы.

Объём отстойника делят перегородками на самостоятельные секции длиной 3-6 м

При числе отстойников менее 6 следует предусматривать 1 резервный.

Для удаления осадка предусматриваются гидравлические системы в виде перфорированных коробов или труб.

Из открытых горизонтальных отстойников осадок можно удалить специальными плавучими землесосными снарядами, выпускаемыми серийно.

Расчёт отстойников производят для 2 периодов:

- min мутность, min расход

- max мутность, max расход.

В основе расчёта лежит определение необходимой длины зоны осаждения, которая при средней скорости движения обеспечит заданный эффект осветления.

;

Скорость осаждения (гидравлическая крупность)

;

- глубина зоны осаждения,м

- скорость движения воды в горизонтальном направлении,м\с

Площадь горизонтальных отстойников определяется:

F

=1,3 – коэффициент использования объёма

- расчётный расход воды в отстойнике,

 

Горизонтальные отстойники с встроенными тонкослойными блоками.

Применение горизонтальных отстойников со встроенной камерой хлопьеобразования и отбором воды через тонкослойные блоки, размещаемые в зоне осаждения обеспечивает значительные технологические превосходства.(Рис. 7.16 стр. 417)

1. Осаждение происходит в тонкослойных элементах ( =3-5 cм) с ламинарным режимом движения воды

2.Блоки устанавливаются под углом, что способствует сползанию осадка

3.Нагрузка на отстойник снижается в 2-3 раза, что позволяет уменьшить его объём.

Объём зоны накопления осадка определяется по формуле

 

– период между сбросами осадка (час)

– производительность отстойника часовая

- начальная концентрация взвешенных веществ с учетом дозы коагулянта и флокулянта

- мутность воды на выходе из отстойника

– число камер

- концентрация твердой фазы в осадке в соответствии с рекомендациями СНиП

 

 

 

Вертикальные отстойники применяются на очистных сооружениях с суточной подачей воды до 5 000

Непременным условием их применения является коагуляция.

Расчёт производят для тех же 2 случаев:

-мах производительность, мах мутность

- мin производительность, мin мутность.

 

Площадь зоны осаждения

мм/с -расчётная скорость восходящего потока.

Зная площадь осаждения можно определить диаметр отстойника, угол конусности принимается

Объём осадочной части является величиной заданной, поэтому его проверяют по продолжительности работы отстойника между периодами выпуска осадка.

- концентрация ВВ с учётом дозы (концентрации) коагулянта;

- плотность хлопьев

При расчетном числе отстойников меньше 6 следует принимать 1 резервный.

 

Радиальные отстойники.

Используют в системах оборотного водоснабжения и для очистки высокомутных вод.

 

Расчет радиального отстойника

1. Задаются степенью очистки

2. Определяют скорость выпадения взвеси (по формуле Стокса)

3. Определяют площадь отстойника

- площадь вихревой зоны отстойника

- радиус распределительного цилиндра, который определяется скоростью подачи воды в отстойник

По найденной площади отстаивания находят R отстойника

Глубина отстойника

- глубина отстойника у периферийного водосборного жёлоба

- радиус отстойника

- уклон дна отстойника

 

Отстойники с малой глубиной осаждения

Требования к качеству воды на выходе из тонкослойного отстойника аналогичны рассматриваемым ранее.

Производительность отстойника не ограничивается.

Осаждение взвеси происходит в тонком слое воды, образованном наклонными элементами, обеспечивающими быстрое выпадение осадка и его сползание по наклонной поверхности элементов в зону хлопьеобразования и осадкоуплотнения.

Критерий Фруда (отражает влияние сил тяжести на движение жидкости) определяет стабильность потока.

Поток стабилен при выполнении условий:

при R – размер частиц

Режим движения жидкости переходный.

Тонкослойные элементы выполняются из мягких или полужестких полимерных пластин, соединённых в определённую конструкцию.

1 и 10 – подача исходной и отвод осветлённой воды

2 - гравийная камера

3 – слой взвешенного осадка

4 – отвод осадка из осадкоуплотнителя

5 – окна для отвода избытка осадка в осадкоуплотнитель

6 – отвод осветлённой воды из осадкоуплотнителя

7 – тонкослойные модули

8 – поперечные перфорированные водосборные желоба

9 – водосборный канал

Расчёт тонкослойных отстойников сводится к определению его геометрических размеров (длина, ширина, высота канала) при заданной производительности Q, начальной и конечной концентрации взвеси, скорости движения жидкости , рабочей длине зоны осаждения и объёма камеры накопления осадка.

 

- удельная нагрузка в расчёте на площадь зеркала воды,

- длина тонкослойных элементов блока

- высота тонкослойного элемента

- высота между полками тонкослойного элемента

- гидравлическая крупность взвеси

- угол наклона тонкослойного элемента

- предельная скорость движения воды в тонкослойных элементах

- коэффициент, учитывающий влияние гидродинамических условий движения потоков в отстойнике

- коэффициент стесненного осаждения взвеси под т/с элементами

- коэффициент агломерации

- коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения элементов тонкослойного отстойника

- коэффициент, учитывающий стеснение потока в т/с элементе;

, - обобщённые расчётные коэффициенты

- коэффициент конструкции

- коэффициент, учитывающий объём застойных зон отстойника

 

	1 2,5	2,5 5,0	5,0 10	>10	В – ширина т/с элемента Н - высота
	1,25	1,15	1,05	1,0

 

Значение остальных величин принимаются в соответствии со СНиП

 

Осветление воды в поле центробежных сил

Для удаления грубодисперсных примесей в практике водоподготовки применяют гидроциклоны.

Осаждение ВВ происходит в поле центробежных сил и основано на переносе их к периферии центробежной силой, равной разности значений действующих сил жидкой и твёрдой фазы.

- эквивалентный диаметр ВВ

- скорость движения воды на входе в аппарат

и - плотность фаз

- расстояние от центра аппарата до оси питающего патрубка

- центробежная сила, возникающая при разделении взвеси

Обрабатываемая вода поступает в верхнюю часть гидроциклона тангенциально и, вращаясь, движется по основному патрубку. Твёрдые частицы перемещаются к стенкам и опускаются вниз, а осветлённая вода поднимается вверх.

При больших значениях скорости и малых радиусах сила, действующая на твердые частицы во вращающемся потоке жидкости будет в десятки раз больше силы тяжести и скорость разделения взвеси больше скорости их свободного осаждения.

Гидроциклоны могут быть напорными и открытыми, одно- и многоярусными.

Чем меньше диаметр гидроциклона тем больше центробежные силы в нём, тем меньше размеры частиц, отделяемых в аппарате.

Максимальный эффект разделения достигается в гидроциклоне вытянутой формы с минимальным углом конусности.

Схема гидроциклона.

 

1 – съёмная насадка-сгуститель

2 – конусная часть

3 – входной патрубок

4 – камера сбора осветлённой воды

5 – сливной патрубок

6 – выходной патрубок

По конструктивным особенностям гидроциклоны подразделяются на конические, цилиндрические, винтовые, турбоциклоны, мультициклоны.

Гидроциклоны рекомендуется использовать для предварительного осветления высокомутных поверхностных вод (ВВ>1500 мг/л)

Эффективность удаления взвешенных веществ 80%

Применение гидроциклонов позволяет снизить затраты на строительство и эксплуатацию очистных сооружений.

Недостатки:

1. Быстрый износ

2. Колебания эффективности очистки в зависимости от состава суспензии и количества ВВ

3. Выделение частиц заданного размера достигается не обязательно