Расчет отстойников

1.3 Расчет отстойников

Отстойники - резервуары или бассейны для выделения из жидкости взвешенных примесей осаждением их под действием силы тяжести при пониженной скорости потока. Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей. которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность.

В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других, более сложных сооружениях, или как способ окончательной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси.

В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными — отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку. Тип отстойника (вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно- распределительным устройством, горизонтальный, двухъярусный и др.) необходимо выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод и обработки их осадка, производительности сооружений, очередности строительства, числа эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т. п.

Горизонтальный отстойник

Рис. 4. Схема горизонтального отстойника

а) разрез; б) план;

1- подводящий лоток; 2 -распределительный лоток; 3- полупогружные доски; 4- сборный лоток; 5- отводной лоток; 6 - лоток для сбора и удаления плавающих веществ; 7 - трубопровод для удаления осадка.

Расчетное значение гидравлической крупности u₀, мм/с, необходимо определять по кривым кинетики отстаивания Э = f(t), получаемым экспериментально, с приведением полученной в лабораторных условиях величины к высоте слоя, равной глубине проточной части отстойника, по формуле

где H_set — глубина проточной части в отстойнике, м; H_set=1,5м

K_set — коэффициент использования объема проточной части отстойника; K_set=0,5

t_set — продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h₁; для городских сточных вод данную величину допускается принимать по табл. 30; t_set=7200с.

n₂ — показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по черт. 2 СНиПа 2.04.03-85, n₂=0,34, h₁=500мм.

=1,82 мм/с

Определяем длину L_s, м, по формуле

где K_s — коэффициент, принимаемый по табл. 27; K_s=0,5

H_s — расчетная глубина, м, H_s=1,5

v_s — скорость движения сточных вод, м/с, принимаемая по табл. 28;

u₀ — гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка

=11,5 м.

Площадь живого сечения

ω =Q/υ

ω=0,05/0,007=7,14 м²

Определяем ширину

В_set= ω/H_s=7,14/1,5=4,76 м.

Количество осадка Q_mud, м³/ч, выделяемого при отстаивании определем исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающей воде C_en и концентрации взвешенных веществ в осветленной воде C_ex:

где q_w — расход сточных вод, м³/ч;

r_mud — влажность осадка, %; r_mud=95%

g_mud — плотность осадка, г/см³. g_mud=1,05 г/см³

=0,3 м³/ч

Принимая по внимание, что при проектировании очистных установок, как правило, применяются типовые или экспериментальные конструкции отстойных сооружений с известными геометрическими размерами, за расчетную величину следует принимать производительность одного отстойника q_set, при которой обеспечивается заданный эффект очистки. После расчета q_set исходя из общего расхода сточных вод определяется количество рабочих единиц отстойников N

 

N =

Производительность одного отстойника q_set, м³/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формуле

 

=272,8 м³/ч

N =175,5/272,8 =0,6

Из расчетов видно, что на очистных сооружения будет один первичный отстойник.

Радиальный отстойник

Широкое применение для очистки производственных сточных вод на больших заводах находят радиальные отстойники, обладающие высокой производительностью. На рис. представлена схема радиального отстойника. Подача шлама в шламосборник осуществляется вращающимся механическим скребком.

Рис.5. Схема радиального отстойника

1 - входная труба; 2 - отводящая труба; 3 - шламосборник; 4 - канал вывода шлама; 5 - механический скребок

Расчетное значение гидравлической крупности u₀, мм/с,

 

H_set — глубина проточной части в отстойнике, м; H_set=1,5м

K_set — коэффициент использования объема проточной части отстойника; K_set=0,45

t_set — продолжительность отстаивания, с, t_set=7200с.

n₂ — показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по черт. 2.

n₂=0,44, h₁=500мм.

=1,82 мм

Расчетный объем W

W==q_max* t_set=0,05*7200=360м³

F_круг= W/ H_set=360/1,5=240м²

,

отсюда следует, что

=17,5

Колличество отстойников рассчитывается по формуле N = .

Производительность одного радиального отстойника q_set, м³/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формуле

где К_set — коэффициент использования объема, принимаемый по табл. 31;

К_set= 0,5;

D_set — диаметр отстойника, м;

D_set= 17,5 м;

d_en —диаметр впускного устройства, м;

d_en = 0,2 м;

u₀ — гидравлическая крупность задерживаемых частиц, мм/с, определяемая по формуле (30);

u₀ = 1,82 мм;

v_tb — турбулентная составляющая, мм/с, принимаемая по табл. 32 в зависимости от скорости потока в отстойнике v_w, мм/с;

v_tb = 0,05 мм/с;

N =175,5/42,9 =4

Из расчетов видно, что на очистных сооружения будет 4 первичных радиальных отстойников.

Таблица 2.Сравнение отстойников

Параметры	Горизонтальный отстойник	Радиальный отстойник
Количество, шт.	1	1
Длина/ диаметр, м	11,5	17,5
Глубина, м	1,5	1,5
Ширина, м	4,76
Площадь, м2	87,108	240
«+»конструкции	простота конструкции, возможность использования одного сгребающего механизма	Высокий эффект очистки
«-»конструкции	Быстрый износ сгребающего оборудования, большие размеры сооружения	Дорогой с экономической точки зрения

Исходя из полученных расчетов экономически выгоднее использование горизонтального отстойника, если сравнивать размеры сооружений, то предпочтение так же отдается горизонтальному отстойнику.