Реконструкция обычных отстойников в тонкослойные

В случае дополнения горизонтальных отстойников тонкослойными блоками (при необходимости повышения их эффективности или для увеличения производительности), расчетными параметрами являются, длина пластин L_БЛв блоке ирасстояние L_Б, на котором устанавливаются блоки в отстойнике. Эти величины рассчитываются по формулам (18) и (22). Величина В_БЛчисленно равна ширине секции отстойника.

При дополнении тонкослойными блоками вертикальных отстойников при известных габаритах L и В или D, заданной гидравлической крупности задерживаемых частиц U₀расчетной величиной являетсядлина пластинL_БЛ, которая при заданной высоте яруса h рассчитывается по формуле (18) иливысота ярусаh, которая рассчитывается по той же формуле при заданной длине пластин. Для расчета производительности отстойника используется формула

; (32)

F = B * L или F = 0,785 D; Н_БЛ = L_БЛ * sin . (33)

Если известна производительность отстойника и требуется лишь увеличить эффективность очистки Э, по экспериментальным кинетическим кривым определяется соответствующая новой эффективности гидравлическая крупность. Затем, задавалась высотой яруса h по формуле (25) определяется высота Н_БЛ, на которой должны располагать тонкослойные элементы, а затем по формуле (26) рассчитывается длина пластины L_БЛ и по формуле (18) проверяется скорость потока w₁ в ярусе.

При дополнении существующих радиальных отстойников тонкослойными блоками (рис. 7), когда известны геометрические размеры отстойника и его производительность, а требуемая степень очистки задана гидравлической крупностью U₀, которые необходимо выделить, расчетными параметрами являются длина пластины в блоке L_БЛ, высота блока Н_БЛ и число ярусов в блоке n. Величина L_БЛ рассчитывается по формуле (18) при заданной высоте яруса h. Высота блока Н_БЛ рассчитывается по следующей зависимости

, (34)

где D₁ – диаметр расположения блоков;

К – коэффициент использования объема для радиальных отстойников.

Затем определяется число ярусов в блоке

(35)

Пример расчета отстойников

Пример 1. Рассчитать тонкослойный отстойник, работающий по перекрестной схеме удаления осадка. Схема отстойника изображена на рис. 4.

Исходные данные:

• расход сточных вод Q = 75 м³/ч;

• температура t = 30⁰С;

• коэффициент часовой неравномерности K_N= 1,1;

• начальная концентрация механических примесей С_н= 700 мг/л;

• конечная концентрация С_к= 50 мг/л;

• время отстаивания механических примесей в слое воды h = 100 мм = 400 с при температуре 30⁰С;

• влажность выделяемого осадка х_ос= 96 %;

• плотность осадка _ос= 1900 кг/м³.

При помощи табл. 3 примем следующие величины:

• высоту яруса в отстойнике h = 100 мм;

• угол наклона гофрированных пластин = 45⁰;

• скорость потока в ярусе w = 6 мм/с;

• коэффициент использования объема отстойника К = 0,8.

1. Гидравлическая крупность U₀удаляемых примесей

мм/с,

где _t= 0,8 (по данным табл. 2 при t = 30⁰С).

2. Длина яруса L_БЛ

м,

где К₁= 1 для гофрированных пластин.

3. Зададимся высотой блока Н_БЛ= 1,5 м и шириной блока В_БЛ= 0,75 м по рекомендации табл. 3, учитывая, что в отстойнике в одной секции имеется два блока.

4. Производительность одной секции тонкослойного отстойника, работающего по перекрестной схеме

м³/ч.

5. Количество секций тонкослойного отстойника N

.

Примем число секций отстойника N = 2.

6. Действительная скорость потока воды в ярусе отстойника w_дейст

мм/с.

7. Действительная скорость потока в ярусе отличается от принятой, поэтому примем новую скорость потока w = 6,4 мм/с и произведем пересчет, начиная с п. 2.

Результаты расчета при w = 6,4 мм/с:

L_БЛ= 2,06 м; q = 41,4 м³/ч; N = 2; w_дейст= 6,36 мм/с.

w_дейстw, следовательно, исходные величины приняты верно.

8. Максимальная ширина пластины в блоке В_пл

В_пл= В_БЛ*cos= 0,75*1,41 = 1,06 м.

9. Исходя из длины яруса L_БЛ= 3,2 м, определим число блоков (модулей), расположенных по одной прямой в секции отстойника z

,

где L_пл= 1,06 м – длина пластины в одном блоке.

Обычно L_плпринимают равной В_пл.

10. Ширина отстойника В

В = 2 В_БЛ+ b₁+ 2 b₂= 2*0,75 + 0,25 + 2*0,05 = 1,85 м,

где b₁= 0,25 м; b₂= 0,05 м.

11. Высота отстойника Н

Н = Н_БЛ+ h₃+ h_м= 1,5 + 0,2 + 0,1 = 1,8 м,

где h₃= 0,2 м; h_м= 0,1 м.

12. Длина зоны распределения потока l₁(зоны грубой очистки)

м,

где ₁= 2 мин.

13. Длина отстойника L

L = L_БЛ+l₁+l₂+ 2l₃+l₄= 2,06 + 1,65 + 0,2 + 2*0,2 + 0,15 = 4,46 м,

где l₂= 0,2 м;l₃= 0,2 м;l₄= 0,15 м.

14. Объем выделяемого осадка V_ос

м³/ч.

Принимаем удаление осадка под гидростатическим напором.

Пример 2. Рассчитать тонкослойный отстойник, работающий по противоточной схеме удаления осадка. Схема отстойника изображена на рис. 5.

Исходные данные:

• расход сточных вод Q = 600 м³/ч;

• температура t = 20⁰С;

• начальная концентрация примесей С_н= 600 мг/л;

• конечная концентрация примесей С_к= 70 мг/л;

• влажность образующегося осадка х_ос= 95 %;

• плотность осадка _ос= 2000 кг/м³.

• время отстаивания механических примесей в слое воды h = 100 мм = 330 с при температуре 20⁰С;

Примем по табл. 3 высоту яруса h = 0,1 м и скорость потока в ярусе w = 5 мм/с. Коэффициент использования объема отстойника К = 0,6. Угол наклона гофрированных пластин = 45⁰.

1. Гидравлическая крупность U₀удаляемых примесей

мм/с.

2. Длина пластины в ярусе L_БЛ

м.

3. Расстояние между пластинами b_п

b_п = h * cos  = 0,1 * cos 45⁰ = 0,1 * 0,707 = 0,07 м.

4. Зададимся количеством ярусов в блоке n = 15.

5. Высота блока Н_БЛ

Н_БЛ= n*b_п= 15*0,07 = 1,05 м.

6. Ширина блока В_БЛопределяется из условий ширины материала листа и условий монтажа В_БЛ= 26 м (табл. 3).

Примем В_БЛ= 6 м

7. Производительность секции отстойника q

м³/ч.

8. Число секций отстойника N

.

Примем N = 9.

9. Общая глубина отстойника Н

Н = h₁+ h₂+ h₃= 0,5 + 1,05*0,707 + 1,7*0,707 = 0,5 = 2,94 м,

где h₁= h₃= 0,5 м; h₂= Н_БЛ*cos+ L_БЛ*sin.

10. Длина резервуара отстойника L

L = l₁ + l₃ + L_БЛ * cos  + Н_БЛ * sin . = 0,1 + 0,5 + 1,7*0,707 + 1,05*0,707 =

= 2,54 м.

11. Объем осадка V_ос

м³/ч.

Принимаем удаление осадка скребковым механизмом.

Пример 3. Рассчитать тонкослойный отстойник, работающий по противоточной схеме удаления осадка. Схема отстойника изображена на рис. 6.

Исходные данные:

• расход сточных вод Q = 200 м³/ч;

• температура t = 40⁰С;

• начальная концентрация примесей С_н= 1000 мг/л;

• конечная концентрация примесей С_к= 200 мг/л;

• влажность образующегося осадка х_ос= 97 %;

• плотность осадка _ос= 2600 кг/м³;

• требуемая степень очистки обеспечивается при удалении частиц гидравлической крупности U₀= 0,2 мм/с. Эти данные получены по кривым кинетики отстаивания в слое h = 100 мм при температуре 20⁰С.

По табл. 3 примем высоту яруса h = 0,1 м, скорость потока в ярусе w = 5 мм/с, угол наклона пластин = 50⁰, коэффициент использования объема отстойника К = 0,6.

1. Уточняем гидравлическую крупность U₀при t = 40⁰С

мм/с,

где _t= 0,66 (по табл. 2).

2. Длина пластин в ярусе L_БЛ

м.

3. Задаемся количеством секций отстойника N = 2, шириной одной секции В_БЛ= 3 м..

4. Производительность секции q

м³/ч.

5. Длина расположения блоков L_Б

м.

6. Принимаем длину зон тонкослойного отстойника

= 1,2 м;

= L_БЛ*sin (90 -) = 1,67*sin (90 – 50) = 1,67*0,643 = 1,07 м;

= 0,3 м;= 0,1 м;= 0,5 м.

7. Общая длина отстойника

м.

8. Примем высоту зон отстойника

h_м= 0,1 м;

h₂= L_БЛ*sin= 1,67*0,766 = 1,28;

h₃= 0,3 м; h₄= 0,15 м; h₅= 0,3 м;

9. Общая глубина отстойника Н

Н = h_м+ h₂+ h₃+ h₄+ h₅= 0,1 + 1,28 + 0,3 + 0,15 + 0,3 = 2,13 м.

10. Расход удаляемого осадка V_ос

м³/ч.

Принимаем удаление осадка в приямок скребковым механизмом.