Сооружения механической очистки сточных вод

При механической очистке из сточной воды удаляются загрязнения, находящиеся в ней главным образом в нерастворенном и частично в коллоидном состоянии. К сооружениям механической очистки относятся: решетки, песколовки, первичные отстойники.

Решётки механические

Решетки предназначены для улавливания из сточных вод крупных нерастворимых загрязнений. Они выполняются из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней. Прозоры между стержнями решетки обычно принимаются b = 0,016 м.

Рис. 1. Решётка механическая

При расчете решетки общее число прозоров n, шт., определяют по формуле:

n = К_з ,

где q_max – максимальный расход сточных вод , м³/с;

b – ширина прозора между стержнями решетки , м ;

h_max – максимальная глубина воды в канале перед решеткой, м ;

V_р – средняя скорость воды в прозорах решетки, принимается равной 0.9 м/с – для механизированных решеток ;

К_з – коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями, К_з = 1.05 .

n = = 68,5 = 69 прозоров

Принимаем по табл. 2 [6] две рабочих решетки марки МГ9Т с числом прозоров n_факт =39 и, согласно табл. 22 [1], одну резервную с размерами канала В_р Н = 1000 1200 мм.

Потери напора в решетке могут быть определены по формуле:

h_p = ,

где V_max – скорость движения воды перед решеткой , м/с ,определяется по формуле :

V_max = = 0.522 м/с ;

N – число рабочих решеток;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65

К – коэффициент , учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки , К = 3.0, [1, п. 6.24]

- коэффициент местного сопротивления решетки , определяется по формуле :

= ,

где - коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения стержней решетки , принимается равным 2.42 – для прямоугольных стержней,

S - толщина стержня, принимается равной 0.008 м;

- угол наклона решетки к горизонту, .

Тогда потери напора можно определить по формуле:

h_p= м.

Для предупреждения образования вихревого потока канал перед решёткой плавно уширяют путём изменения направления стенок на угол 30 . При количестве рабочих решеток 2 и более ширина В_к должна быть изменена. Ширина канала В_{к изм} подбирается аналогично В_к по [2, табл 28-39] по расходу сточной воды, принимается по формуле:

q_изм = =0.381

Если ширина подводящего канала В_к и общая ширина решётки В_р, то длина уширения перед решёткой должна быть :

l₁ = 1.37 (В_р-В_{к изм})=1.37 (1-0.6)=0.548 м.

Длина уширения после решётки принимается:

l₂ = 0.5 l₁=0.5 0.548=0.274 м.

Количество уловленных решёткой загрязнений определяется по формуле:

W_P = = 5.84 м³/сут.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65

где а – количество отбросов на одного человека в год, принимается в зависимости от размеров решётки по таблице 28 , а = 8 л/год чел;

N_{пр. взв.} – приведённое число жителей по взвешенным веществам.

После подбора и расчёта решётки необходимо сделать её проверку по скорости на пропуск минимального расхода. Минимальная скорость должна быть не менее 0.4 м/с.

V_min= 0.45 м/с 0.4 м/с;

где q_min – минимальный расход сточных вод, м³/с;

h_min – минимальный уровень воды в канале перед решёткой, м.

Скорость движения воды в прозорах должна быть 0,8 1,0 м/с:

V_p = 0.88 м/с 0.8 м/c;

где n_факт – фактическое количество прозоров в решётке.

Обе скорости удовлетворяют требованиям.

Горизонтальные песколовки

Песколовки предназначены для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворимых загрязнений. Песколовки рассчитывают на задержание песка крупностью 0.2 мм и более. Число отделений песколовки должно быть не менее двух, причём все рабочие. Скорость движения сточных вод при максимальном притоке принимается согласно табл. 28 [ 1 ] v_s = 0.3 м/с.

Рис.2.Песколовка горизонтальная.

1 - трубопровод подачи промывной воды; 2 – водопровод; 3 - пульпопровод (пескопровод); 4 - цепной скребковый механизм.

Рассчитываем длину песколовки по формуле:

L_s= = =19,1 м.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65

где H_s – расчетная глубина песколовки, принимается по таблице 28 , Н_s = 0,7 м;

u₀ – гидравлическая крупность песка, принимается по табл. 28 , u₀ = 18,7 мм/с;

K_s – коэффициент, принимаемый по табл. 27 в зависимости от диаметра задерживаемых частиц песка: при d = 0.2 мм K_s = 1.7

Определяем площадь живого сечения:

При рабочей глубине песколовки Н_s = 0,7 ,ее ширина может быть определена по формуле:

Число песколовок или их отделений, согласно п.6.26[1], надлежит принимать не менее двух, причем все песколовки или отделения должны быть рабочими. Принимаем b=1 , то получаем n_отд = 4

В_общ = b× n_отд = 1×4= 4 м

Площадь песколовки равна:

F=L_s×B_общ=19,1×4=76,4

Количество собираемого песколовкой осадка определяется по формуле:

W_ос= = =10,66 м³;

где Р – количество песка , задерживаемого в песколовках, принимается согласно п.6.31 , Р=0,02 л/(чел сут);

t – продолжительность периода между чистками, принимается согласно п.6.32 , t = 2 сут.

Тогда высота осадочной части h_ос , м, определяется по формуле:

Проверка песколовки ведется по определению скоростей при пропуске минимального расхода, при этом одна песколовка или одно отделение может выключаться из работы.

V_min= = = 0, 226 м/с ≥0,15 м/с

Согласно [1], минимальная скорость движения воды в песколовке должна быть больше 0,15 м/с.

Водоизмеритель

Рис. 7. Смеситель типа лоток Паршаля

1 – подводящий лоток; 2 – переход; 3 – трубопровод хлорной воды; 4 – подводящий раструб; 5 – горловина; 6 – отводящий раструб; 7 – отводящий лоток; 8 – створ полного смешения.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65

Смеситель типа лотка Паршаля состоит из подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. В результате сужения сечения и резкого изменения уклона дна в отводящем раструбе образуется гидравлический прыжок, в котором происходит интенсивное перемешивание потока.

Принимаем лоток пропускной способностью 32000–80000 м³/сут. А = 1,475 м; В = 0,6 м; С = 0,8 м; D = 1,08 м; Е = 1,45 м; Н_А = 0,65 м; Н^/ = 0,6 м; Н = 0,66 м; L = 6,1 м; l^/ = 7,4 м; l = 11,0 м; l^// = 13,63 м; b = 0,5 м.

Смеситель рассчитан на вместимость максимального расхода сточных вод в течение 10-15 минут. Конфигурация смесителей и глубина слоя жидкости зависит от местных условий и характеристики воздуходувного оборудования.

Для перемешивания можно принять механические или пневматические аэраторы. Также для смешения используют перепады на лотках и каналах в распределительных камерах и т.п.