Основы расчета первичных отстойников
Согласно СНиП 2.04.03 – 85 расчет первичных отстойников следует производить по кинетике осаждения (всплывания) взвешенных веществ с учетом необходимой эффективности отстаивания.
Кинетику осаждения (всплывания) взвешенных веществ изучают экспериментально в лабораторных условиях в цилиндрах диаметром 120 мм при высоте слоя отстаивания h1 = 200 мм и h2 = 500 мм.
При расчете тонкослойных отстойников кинетику отстаивания изучают при высоте слоя отстаивания равной расстоянию между наклонными перегородками. Обычно h = 100 мм.
Кинетические кривые отстаивания – это зависимость эффективности отстаивания Э от времени t при постоянной высоте отстаивания h. Кинетические кривые отстаивания приведены на рис. 1.
Э, % h1 = 200 мм h2 = 500 мм Э t1 t2 t, мин Р и с. 1. Экспериментальные кинетические кривые отстаивания при t = 200С | Гидравлическая крупность частиц U0, осаждающихся в лабораторных условиях, при эффективности отстаивания Э равна (1) Для расчета гидравлической крупности частиц, осаждение которых обеспечивает эффективность отстаивания Э в реальных условиях при глубине отстойника H и температуре t, используется формула |
(2)
где U0 – гидравлическая крупность в мм/с;
H – глубина проточной части отстойника в м;
t – время отстаивания, найденное по кинетической кривой при эффективности отстаивания Э и высоте слоя отстаивания h, с;
K – коэффициент использования объема проточной части отстойника;
a – коэффициент, учитывающий влияние температуры;
w – вертикальная составляющая скорости воды в отстойнике, зависящая от линейной скорости потока w, мм/с;
h – высота слоя отстаивания, м;
n – показатель степени, зависящий от агломерации взвешенных веществ.
Показатель степени n вычисляется по формуле:
, (3)
где t1 и t2 – продолжительность отстаивания воды в секундах, при которой достигается требуемая эффективность отстаивания в цилиндрах с высотой столба воды соответственно h1 и h2 в мм.
Расчет отстойников для сточных вод, содержащих загрязняющие вещества легче воды, следует выполнять с учетом гидравлической крупности всплывающих веществ. При наличии в воде частиц тяжелее и легче воды за расчетную надлежит принимать меньшую гидравлическую крупность.
Опыт обследования промышленных предприятий показывает, что гидравлическая крупность частиц, которые должны быть выделены из воды для обеспечения требуемой эффективности очистки, колеблется в пределах 0,2 ¸ 0,5 мм/с. для ориентировочных расчетов отстойных сооружений U0 можно принимать равной 0,3 мм/с.
Численные значения величин a и w приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1. Зависимость вертикальной составляющей скорости w от линейной скорости потока воды w
w, мм/с | ||||
w, мм/с | 0,05 | 0,2 | 0,5 |
Таблица 2. Зависимость температурного коэффициента a от температуры воды в отстойнике
t, 0С | ||||||||||
a | 0,45 | 0,55 | 0,66 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,8 |
Турбулентная составляющая скорости w может быть рассчитана по формуле
w = 0,05 w. (4)
Численные значения коэффициента использования объема отстойников различных конструкций и другие их расчетные параметры приведены в табл. 3.
Таблица 3. Расчетные параметры первичных отстойников
Тип отстойника | Коэффициент использования объема K | Рабочая глубина проточной части отстойника Н, м | Ширина В, м | Скорость потока w, мм/с | Уклон днища i | Угол наклона пластин a, град. |
Горизонтальный Радиальный: - с центральным вводом - с периферийным вводом Вертикальный: - с центральным впуском - с периферийным впуском С вращающимся сборно-распределительным устройством | 0,5 0,45 0,65 – 0,75 0,35 0,65 – 0,7 0,85 | 1,5 – 4 1,5 – 5 1,5 – 5 2,7 – 3,8 2,7 – 3,8 0,8 – 1,2 | (2-5)Н ___ ___ ___ ___ ___ | 5 – 10 5 – 10 5 – 10 ___ ___ ___ | 0,005 0,05 0,05 ___ ___ 0,05 | ___ ___ ___ ___ ___ ___ |
С нисходяще-восходящим потоком Тонкослойный: - противоточная и прямоточная схемы - перекрестная схема | 0,65 0,5 – 0,7 0,8 | 2,7 – 3,8 0,025 – 0,2 0,025 – 0,2 | ___ 2 – 6 1,5 | (2-3)U0 ___ ___ | ___ ___ 0,005 | ___ 45–60 45–60 |
Рекомендуемые диаметры
- радиальных отстойников – 18; 24; 30; 40 м;
- вертикальных отстойников – 4; 6; 9 м;
- отстойников с нисходяще-восходящим потоком – 4; 5; 6; 9 м;
- отстойников с вращающимся сборно-
распределительным устройством – 18; 24 м.
Расчет первичных отстойников сводится к определению длины или радиуса сооружения, его производительности, количества рабочих единиц отстойников.
Основные расчетные зависимости для первичных отстойников приведены в табл. 4.
Если при проектировании очистных установок применяются типовые или экспериментальные конструкции отстойных сооружений с известными геометрическими размерами, за расчетную величину следует принимать производительность одного отстойника q, при которой обеспечивается заданный эффект очистки. Производительность отстойника рассчитывается по формулам, приведенным в табл. 4. После расчета q, исходя из общего расхода сточных вод Q, определяется число отстойников N
. (5)
Кроме того, необходимо рассчитать объем осадка, выделяемого при отстаивании, и решить вопрос о способе перемещения осадка к приямку и выгрузки его из отстойника.
Объем осадка Vос, выделяемого при отстаивании, определяется по формуле
, (6)
где Vос – объем осадка, м3/сут.;
Сн и Ск – концентрация примесей в исходной воде и после отстаивания, мг/л;
Q – часовой расход сточных вод, м3/ч;
хос – влажность осадка, %;
rос – плотность осадка, кг/м3.
Таблица 4. Основные расчетные зависимости для первичных отстойников
Тип отстойника | Основной размер, м | Пропускная способность q, м3/ч |
Горизонтальный | ||
Радиальный С вращающимся сборно-распределительным устройством Вертикальный | ||
С нисходяще-восходящим потоком | ||
Тонкослойный: - с противоточной и прямоточной схемой; - с перекрестной схемой |
Условные обозначения: L, B – длина, ширина отстойника, м;
R – радиус отстойника, м;
q – пропускная способность, м3/ч;
N – число секций;
Q – расход воды, м3/ч;
dвп – диаметр впускной трубы, м;
U0 – гидравлическая крупность, м/с;
w - вертикальная составляющая скорости, м/с;
w – скорость потока воды, м/с;
h – высота слоя отстаивания в тонкослойном отстойнике, м;
LБЛ – длина яруса в тонкослойном отстойнике, м;
НБЛ – глубина тонкослойного отстойника с ярусами, м;
K – коэффициент использования объема;
K1 – коэффициент выноса частиц:
K1 = 1,2 – для плоских пластин,
K1 = 1 – для рифленых пластин.
При проектировании первичных отстойников необходимы следующие данные:
- расход сточных вод Q, м3/ч;
- температура сточных вод t, 0С;
- периодичность образования сточных вод;
- содержание тяжелых механических примесей Снт, мг/л;
- содержание нефтепродуктов и масла Снл, мг/л;
- плотность тяжелых и легких загрязнений rт, rл, кг/м3;
- требуемая степень очистки Э, % или допустимое содержание тяжелых Скт и легких Скл примесей в очищенной воде, мг/л;
- кинетика осаждения примесей тяжелее и легче воды при их расчетной концентрации в исходной воде, т.е. зависимость Э = f (t) при h = const и t = 200С.
- влажность осадка хос, %.
Дата добавления: 2021-11-16; просмотров: 387;