Гідравлічний розрахунок грат

1.6 Гідравлічний розрахунок грат

Для затримки зі стічних вод (СВ) плаваючих та великих завислих речовин застосовуються сита і ґрати. Ґрати за своєю конструкцією бувають двох типів: нерухомі і рухомі. У поздовжньому розрізі ґрати мають форму прямої, нахиленої під кутом α до обрію. Кут нахилу ґрат приймається від 60 до 80^о. З гідравлічної точки зору, тобто зменшення втрат напору при проходженні стічних вод рідини крізь ґрати, найкращими є стрижні круглого чи прямокутного перетину. Товщина стрижнів звичайно береться в межах від 10 до 15 мм.

По відстані між стрижнями ґрати поділяють на грубі і тонкі. Відстань між стрижнями грубих ґрат приймається в межах від 50 до 100 мм. У тонких ґратах ця відстань звичайно не перевищує 20-25 мм.

Швидкість у каналі при найбільшій витраті визначається за формулою:

, м/с, (6.1)

де В – ширина кожної з камер ґрат, м;

К – коефіцієнт нерівномірності витрати стічних вод.

Кількість стрижнів ґрат визначається за формулою:

, шт., (6.2)

де В_р – ширина ґрати, м;

δ – товщина стрижнів, мм.

Швидкість руху води в гратах визначається за формулою:

м/с (6.3)

Розрахунок.

1. Визначаємо швидкість у каналі при найбільшій витраті за формулою (6.1):

, (м/с),

2. Знаходимо кількість стрижнів ґрат за формулою (6.2):

 (шт).

3.Визначаємо розрахункову швидкість води у межах ґрат за формулою (6.3):

, (м/с).

1.7 Розрахунок біофільтрів

Для звільнення стічних вод (СВ) від мілкодисперсних завислих речовин, а також біологічних забруднювачів використовують різноманітні засоби очистки та відповідні цим засобам пристрої, що називаються фільтрами.

Процес очистки поділяється на дві стадії:

-           перша стадія – адсорбція зі СВ тонко дисперсних завислих речовин;

-           друга стадія – адсорбція розчинених домішок органічних речовин та руйнування адсорбованих речовин всередині клітини мікроорганізмів при протіканні в них біохімічних реакцій окислювання або відновлення.

На Україні та країнах СНД застосовують біофільтри безперервної дії, які за їх продуктивністю (на 1 м³ завантажувального матеріалу) та конструкцією підрозділяються на краплинні, високонавантажуємі, баштові та пластмасові.

Краплинний біофільтр може бути як з водонепроникними, так і з водопроникними стінками.

Зрошення поверхні краплинного біофільтру виконується рівномірно з невеликими проміжками, при цьому вода подається у вигляді краплин або струменів. Обмін повітря у біофільтрі відбувається шляхом природної її вентиляції через відкриту поверхню біофільтру та дренаж.

Краплинні фільтри рекомендується застосовувати при кількості СВ не більше 1000 м³/добу. Вони призначаються для повної (БСК₂₀ = 10...15) біологічної очистки СВ.

Краплинні біофільтри працюють за наступною схемою. СВ, освітлена у первинних відстійниках, вільно або під напором поступає у розподільні пристрої, з яких періодично напускається на поверхню фільтру. Вода, що пройшла через товщу фільтру, потрапляє у дренажну систему і далі по суцільному водонепроникному днищу стікає до відвідних лотків, що розташовані за межами біофільтрів. Потім вода поступає на вторинні відстійники, які призначені для затримання виносимої плівки та відділення її від очищених СВ.

Ефект очистки нормально працюючих біофільтрів подібного типу дуже високий та може досягати по БСК₅ – 90% та більше.

Допустима концентрація суміші визначається за формулою:

, мг/л (7.1)

L₁ – БСК для очищеної води дорівнює 20;

К – коефіцієнт, який залежить від висоти біофільтра та середньої річної температури стічних вод (приймаємо 7,5);

 мг/л

Коефіцієнт рециркуляції визначаємо за формулою:

 (7.2)

де приймаємо L₀=200; L_см=150; L₁=20

Визначаємо коефіцієнт рециркуляції:

Визначаємо площу біофільтра по формулі:

, м³ (7.3)

Q – середньодобовий об’єм стічних вод, м³/доб;

N – допустима загрузка на 1 м² площі біофільтра за добу, яка залеже від температури повітря, тобто ми приймаємо 2300.

 м³

Загальний об’єм фільтруючого середовища визначаємо за формулою:

, м³ (7.4)

 (м³)

Зазвичай високонагружаємі біофільтри виготовляють зі зборного залізабетону діаметром 2 м. Тоді кількість біофільтрів визначається за формулою:

, (7.5)

де W₁ - об’єм одного біофільтру

W_1 (7.6)

 (шт.)

Гідравлічну нагрузку на поверхню біофільтру визначаємо за формулою:

, м³/м²сут (7.7)

 м³/м²сут

Значення q повинні знаходиться в межах 10 – 30 м³/м²сут, тобто розрахований нами біофільтр не перевантажен і працює в нормальному режимі.