|
Удаление взвешенных веществ из
воды (осветление воды) осуществляется отстаиванием ее в сооружениях,
называемых отстойниками.
По направлению движения воды отстойники разделяют на
горизонтальные, радиальные и вертикальные.
При отсутствии требования высокой степени осветления воды
бывает достаточно лишь простого отстаивания ее в отстойниках. При повышенных
требованиях к качеству воды применяют отстаивание в отстойниках с
предварительным коагулированием (и последующим фильтрованием).
Горизонтальные отстойники. Такой отстойник ( 56)
представляет собой прямоугольной формы в плане, удлиненный железобетонный
резервуар, в котором вода движется с малой скоростью v. Под действием силы
тяжести частицы взвеси выпадают в осадок.
В начале и конце отстойника устанавливают дырчатые
перегородки. Впуск воды в сооружение и выпуск ее из него через такие
перегородки выравнивают скорость движения воды по всему сечению, препятствуя
увеличению ее в отдельных местах. Чем более равномерно движение воды по
сечению, тем выше степень осветления воды.
В нижней части отстойника отводится специальный объем для
накопления осадка. Глубина осадочной части в конце отстойника h2; в начале
отстойника глубину этой части предусматривают большей, так как в этом месте
выпадает наибольшее количество осадка. Осадок удаляется по трубе 4. Для
лучшего смыва осадка дно отстойника выполняют с уклоном не менее 0,02 к месту
удаления осадка (при немеханизированном его удалении). Борта отстойников
должны возвышаться над уровнем воды в нем на высоту /гз = 0,5 м.
Частицы взвеси, находящиеся в начале отстойника на
поверхности воды, достигнут дна отстойника за более длительное время, чем
остальные частицы. В связи с этим расчет отстойников следует производить из
условия улавливания именно этих частиц.
Под действием продольной скорости частицы взвеси будут
перемещаться к концу отстойника со скоростью v (см. 56).
В то же время под действием силы тяжести они будут
осаждаться на дно. Скорость осаждения частиц зависит от их размера и
плотности. Очевидно, что чем больше размер и плотность частиц, тем с большей
скоростью они будут осаждаться.
Если частица взвеси осаждается со скоростью ии то ее
равнодействующая скорость будет равна v' и двигаться она будет по траектории
/. При скорости осаждения и2 частица взвеси будет двигаться с равнодействующей
скоростью v'^ по траектории II. Из 56 видно, что первая частица через
некоторое время осядет на дно, а вторая будет вынесена с потоком воды из
отстойника.
В действительности движение воды в отстойниках
неравномерно, а поэтому продолжительность пребывания воды в нем должна быть принята
больше теоретической и, следовательно, полученную площадь отстойников
необходимо увеличить. С учетом изложенного расчетная формула может быть
записана в следующем виде
Скорость осаждения частиц взвесей определяют по данным
технологического анализа воды или по данным эксплуатации отстойников с таким
расчетом, чтобы содержание взвешенных веществ в отстоенной воде было не более
8—12 мг/л. Если вода обрабатывается коагулянтами, то ориентировочно можно
принимать «0 = 0,35-^0,6 мм/с (в зависимости от мутности и цветности воды), а
если вода не обрабатывается коагулянта ми, то «о = 0,12-^0,15 мм/с.
Горизонтальная скорость движения воды в отстойнике и
определяется в зависимости от и0. Обычно и = 2-ь10 мм/с.
Коэффициент а зависит от скоростей и0 и и и изменяется в
пределах от 1,3 до 1,8.
Глубину отстойника следует принимать равной 2—3,5 м,
отношение L : #=10-f-25. Отстойник должен быть разделен направляющими
перегородками на продольные коридоры шириной не более 6 м.
Необходимо проектировать не менее двух отстойников.
В центральных и северных районах СССР отстойники выполняют
с перекрытиями и обсыпают землей с боков и сверху; в южных районах отстойники
могут быть без перекрытий.
При обработке воды с малой мутностью отстойники оборудуют
устройствами для удаления осадка. Для очистки их выключают из работы,
спускают воду, а затем смывают оставшийся осадок струями воды из
брандспойтов.
При значительном содержании взвешенных веществ в воде
отстойники оборудуют механизмами для удаления осадка. В качестве таких
механизмов можно применять скребковые транспортеры, которые сгребают осадок в
приямки, а также эжекторы или насосы, которые затем откачивают осадок.
Применение такого оборудования позволяет удалять осадок из отстойников без
выключения их из работы.
В последние годы для удаления осадка из отстойников широко
применяют дренажные системы. Отстойник с торцовым отбором воды, оборудованный
такой системой, показан на 55. По дну каждого отстойника выполнены по два
канала 5 с отверстиями. Каналы соединены с одним сбросным трубопроводом 9
диаметром 400 мм.
При водах с, малой мутностью осадок из отстойников можно
удалять 1 раз в год (после паводка). При применении дренажных систем, а также
при большом содержании взвешенных веществ в обрабатываемой воде осадок удаляют
1 раз в течение двух-трех суток (в период паводка).
В период между чистками осадок накапливается в отстойнике.
С учетом этого должен определяться и объем зоны накопления осадка.
Концентрация уплотненного осадка составляет 50—100 г/л.
В последние годы широкое распространение получили
горизонтальные отстойники с рассредоточенным по площади сбором воды,
позволяющим увеличить производительность отстойников.
Рассредоточенный сбор осветленной воды осуществляется
через затопленные отверстия в горизонтальных подвесных желобах или трубах,
расположенных у поверхности отстойника. Желоба или трубы устанавливаются на
участке в 2/з длины отстойника, считая от торцовой стенки. Диаметр отверстий
должен быть не менее 25 мм, расстояние между осями желобов не более 3 м.
Горизонтальные отстойники применяют на очистных станциях
производительностью более 30 ООО м3/сут.
Радиальные отстойники имеют круглую форму в плане.
Обрабатываемую воду подают в центр сооружения. Осветление воды происходит при
горизонтальном движении ее от центра к периферии (по радиусам). Таким
образом, радиальные отстойники являются разновидностью горизонтальных. Их
общая площадь в плане может определяться по той же формуле, что и площадь
горизонтальных отстойников.
Радиальные отстойники имеют механизм для сгребания осадка
в приямок, располагаемый в центре сооружения. Из приямка осадок откачивается
насосами.
Радиальные отстойники сложнее, чем горизонтальные, и
применяются для осветления вод с большим содержанием взвешенных веществ
(более 2 г/л) и в системах оборотного водоснабжения.
Стенки и днище отстойников выполняют из железобетона.
Конструкция радиальных отстойников аналогична конструкции
отстойников того же названия, применяемых для очистки сточных вод (см. далее
107).
Вертикальные отстойники имеют круглую или квадратную форму
в плане и коническое или пирамидальное днище для накопления осадка (см. 54).
Угол наклона стенок конусной части к горизонту должен быть не менее 70—80°.
Вертикальные отстойники применяют при условии предварительного коагулирования
воды. Камера хлопьеобразования в основном водово- ротная, располагается в
центре сооружения. Осветление воды происходит при восходящем ее движении.
Осветленная вода собирается кольцевым и радиальными лотками. Последние
выполняются в дополнение к кольцевым лоткам при больших размерах отстойников.
Они способствуют равномерному движению воды по сечению.
|