6.2. Камери утворення пластівців коагулянту

Після введення реагентів починається утворення пластівців. Для забезпечення оптимального режиму потрібне рівномірне повільне перемішування води. Ці камери роблять вбудованими у відстійники. Для станцій з продуктивністю більше 5000 м³/добу застосовують гідравлічні камери:

• перегородчаті,

• вихрові,

• з шаром зваженого осаду.

При меншій продуктивності застосовують вертикальні камери.

6.2.1. Розрахунок перегородчатої камери з горизонтальним рухом води

Схема перегородчатої камери з горизонтальним рухом води представлена на рис. 6.3.

1. Корпус.

2. Скид осаду.

3. Шибер.

4. Подача води від змішувача.

Рис. 6.3. Схема перегородчатої камери утворення пластівців з горизонтальним рухом води

Об’єм камери дорівнює:

м³. (6.9)

Висоту камери приймаємо м.

Площа камери (у плані):

м². (6.10)

Ширина коридору при швидкості руху води м/с

м. (6.11)

Для пропускної здатності 3400 м³/добу по типовому проекту ширину відстійника складає м.

Загальна кількість коридорів:

, (6.12)

де — товщина залізобетонних стінок камери;м.

Приймаємо 3 коридори, а число поворотів на одиницю менше, тобто 2, що відповідає вимогам СНиП.

Довжина кожного коридору (ширина камери):

м. (6.13)

6.3. Відстійники

Призначені для видалення механічних домішок. На станціях підготовки води застосовують проточні відстійники:

• радіальні,

• вертикальні,

• горизонтальні,

• тонкошарові.

Ефективність роботи відстійника залежить від швидкості руху води, швидкості осаду домішок і рівномірності розподілення потоку води. Зазвичай відстійник — це система бетонних коридорів. При повільному русі води домішки випадають по довжині коридору. При оптимальному режимі частинка гідравлічної крупності 75 % повинна випасти в осад до кінця коридору.

Розрахунок горизонтального відстійника на висвітлювання заданої витрати води

Сумарна площа (м²) горизонтальних відстійників у плані:

м², (6.14)

де — коефіцієнт об’ємного використання відстійника,;

—розрахункова витрата води, що оброблюється на станції, м³/год.;

—швидкість випаду домішок, мм/с (визначаємо за СНиП 2.04.02-84, табл. 18); у нашому випадку мм/с.

Розрахункова ширина (м) відстійника:

, (6.14)

де —середня розрахункова швидкість горизонтального руху на початку відстійника, приймаємо рівною мм/с;

—середня глибина осаду, приймаємо м;

У середину кожного відстійника встановлюють продовжні вертикальні перегородки, які утворюють паралельні коридори. Розрахункова довжина (м) відстійника між дірчатими перегородками:

м. (6.15)

Загальна довжина відстійника дорівнює:

м. (6.15)

На початку і в кінці відстійника влаштовують поперечні водорозподільні дірчаті перегородки, її робоча площа в кожному коридорі відстійника шириною

м². (6.16)

Розрахункова витрата води для кожного коридорів:

(6.17)

Необхідна площа отворів у розподільних перегородках:

на початку відстійника

м², (6.18)

де — швидкість руху води у отворах перегородки, дорівнює 0,3 м/с;

в кінці відстійника

м², (6.19)

де — швидкість руху води у отворах кінцевої перегородки, дорівнює 0,5 м/с.

Приймаємо діаметр у передній перегородці м, тоді площа кожного отворум², а число отворів . Діаметр отвору у кінцевій перегородці приймаємом, тоді площа кожного отворум², а число отворів .

Приймаємо 130 отвори в кожній перегородці, які розміщуємо у 13 рядів по горизонталі і в 10 рядів по вертикалі. Схема горизонтального відстійника представлена на рис. 2.4.

1. Подача води.

2. Дірчаті розподільчі перегородки.

3. Випуск освітленої води.

4. Приямок.

5. Видалення осаду.

Рис. 6.4. Схема горизонтального відстійника

Витрата води у % при періодичному скиді осаду з випорожненням відстійника

При періодичному видаленні осаду шляхом спуску води з відстійника і промивки із шлангів об’єм (м³) зони накопичення і ущільнення осаду буде складати:

, (6.20)

де — середня концентрація зважених речовин у воді, що надходить у відстійник за період між чистками, г/м³ (мг/л):

, (6.21)

де — кількість зважених речовин у вихідній воді, г/м³;

—перехідний коефіцієнт, який дорівнює для очищеного сірчанокислого алюмінію 0,55; для неочищеного — 1;

—доза коагулянту у перерахунку на безводний продукт, г/м³;

—кольоровість води, град.;

—кількість нерозчинних речовин, що вводяться з вапняком для підлужування води, мг/л:

, (6.22)

де — вміст у вапняку, частка по масі;

—доза вапняку, мг/л;

—кількість домішок у воді, що виходить з відстійника, мг/л;

—тривалість дії відстійника поміж чистками (доба); відповідно [1] приймаємо від 1 до 10…15 діб;

—кількість відстійників;

—середня концентрація осаду після ущільнення впродовж 24 год, г/м³; визначаємо за СНиП 2.04.02-84 в залежності від концентрації зважених речовин.

У нашому випадку середня концентрація зважених речовин у воді, що надходить у відстійник за період між чистками, дорівнює:

г/м³,

де кількість нерозчинних речовин, що вводяться з вапняком для підлужування води, мг/л мг/л.

Середня висота (посередині між дірчастими перегородками) зони накопичення осаду (м) дорівнює:

, (6.23)

де — площа одного відстійника, м², .

де м².

Середня глибина (м) робочої частини відстійника

. (6.24)

Загальна середня висота (м) відстійника (до перекриття):

, (6.25)

де — будівельний запас, приймаємо рівним 0,3 м.

Робочий об’єм (м³) відстійника можна розрахувати так:

, (6.25)

де — будівельна довжина, яка розраховується за формулою:

, (6.26)

де — довжина відстійника, м;

—відстань від передньої стінки відстійника до дірчастої перегородки, м.

Кількість води, що скидається при очистці відстійника, у відсотках від витрати води, що оброблюється, розраховується за формулою:

, (6.27)

де — коефіцієнт розбавлення осаду приймають рівним 1,1 при періодичному випорожненні відстійника і 1,2…1,5 при гідравлічному ( без вимикання відстійника) способі видалення осаду.

Час випорожнення відстійника не повинно перебільшувати 6 год. при швидкості випорожнення не менше 1 м/.

Діаметр труби для випорожнення відстійника добирають, як правило, за витратою

. (6.28)

Кількість осаду, що видаляється з кожного відстійника за одну чистку (по масі), складає

, (6.29)

де — час між скидами осаду, доба; доби.

Т7. Фільтрування води

Для освітлення води до вимог ГОСТу «Вода питна» застосовують фільтри, які вбирають майже всі зважені домішки.

Найважливіша характеристика роботи фільтру — швидкість фільтрування, в залежності від неї фільтри поділяють на повільні (до 0,2 м/год.), швидкі (15,5-12 м/год.), над швидкі (25-100 /год.).

Усі фільтри мають однакову конструкцію і відрізняються висотою шару води: повільні (1,5 м) і швидкі (2 м).

Найбільш поширені швидкі фільтри (рис. 2.5), на них освітлюється вода, яка оброблена коагулянтами. За конструкцією це прямокутний залізобетонний резервуар, він заповнюється засипкою кварцовим піском, який розміщується на підтримуючому шарі гравію. Висота шару води над засипкою повинна бути більше 2 м. Глибина проникнення забруднень у фільтруючий шар тим більше, чим більше швидкість фільтрування і менші розміри зважених речовин. Розрахункову швидкість фільтрування і товщину шару загрузки приймають в залежності від крупності часток загрузки.

При форсованому режимі один фільтр включений на промивку, швидкість може бути підвищена до 12 м/год.

Підтримуючий шар застосовують для запобігання виносу мілких фракцій і більш рівномірного розподілення води по площі фільтру. Розподільчу систему приймають з великим опором. Промивають швидкий фільтр через 12-72 год. зворотнім током води. При русі води знизу вверх фільтруючий шар розширюється і переміщується. Тривалість промивки 3-8 хвилин.

1. Труба, яка підводить воду 6. Стоковий канал.

2. Жолоб для відводу промивної води. 7. Труба скиду першого фільтру.

3. Кишеня. 8. Подача промивної води.

4. Дірчата труба. 9. Фільтрат.

5. Колектор. 10.відвід промивної води.

Рис. 7.1. Схема швидкого фільтру