НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОММУНАЛЬНОГОВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОЧИСТКИ ВОДЫ (НИИ КВОВ)
АКХ им. К. Д. ПАМФИЛОВА

П О С О Б И Е
попроектированию сооружений для очистки и подготовки воды
(к СНиП2.04.02-84)

Утверждено приказом НИИКВОВ АКХ им. К. Д. Памфилова
от 9 апреля 1985 г.№ 24

Рекомендованок изданию ученым советом НИИ KBОВ АКХ им.К.Д.Памфилова.

Содержит сведения, уточняющие конструктивные и другие особенностисооружений, вошедших в основной нормативный документ, а такжеуказания по ряду новых разработок, которые могут применяться только вэкспериментальном порядке, при этом для хозяйственно-питьевоговодоснабжения необходимо наличие положительного заключения санитарныхорганов.

Для инженерно-технических работников проектных организаций.

При пользовании Пособием необходимо учитывать утвержденные изменениястроительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемыеи журнале «Бюллетень строительной техники», «Сборникеизменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР иинформационном указателе «Государственные стандарты СССР»Госстандарта.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие является дополнением к разд. 6 «Водоподготовка»СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Составлено с учетом научных исследований и обобщения опытапроектирования, строительства и эксплуатации водопроводных станций запоследние годы.

Пособие разработано НИИ КВОВ АКХ им. К.Д.Памфилова - кандидатамитехн. наук Е.И.Апельциной (разд. 1), В.М.Корабельниковым (разд. 4,13, 14), А.М.Перлиной (разд. 13), И.И.Деминым (разд. 6),В.П.Криштулом, В.М.Трескуновым (разд. 7), Г.Л.Медришем (разд. 15),В.М.Любарским (разд. 16) совместно с ВНИИ ВОДГЕО - д-ром техн. наукА.И.Егоровым (разд. 2), кандидатами техн. наук И.М.Миркисом,Э.А.Прошиным (разд. 1), И.С.Родиной (разд. 2), Э.Л.Вольфтруб (разд.3, 4), Г.Ю.Ассом (разд. 12); РНИИ АКХ им. К.Д. Памфилова -кандидатами техн. наук И.Х.Коварской (разд. 5), А.И. Филатовым (разд.8), ОИСИ - канд. техн. наук П.А.Грабовским (разд. 8); ЦНИИКИВР -канд. техн. наук М.Г.Журбой (разд. 9); АзНИИ водных проблем - канд.техн. наук И.С.Бабаевым (разд. 10); ЦНИИЭП инженерного оборудования -кандидатами техн. наук В.И.Родиным, Б.Д. Сукасяном, инж.Г.Р.Рабиновичем (разд. 11).

В отборе материала, составлении и редактировании Пособия участвовали:кандидаты техн. наук И.И.Демин, Л.Н.Паскуцкая, В.П.Криштул (НИИ КВОВАКХ им. К.Д.Памфилова); канд. техн. наук В.В.Ашанин, д-р техн. наук,проф. И.Э.Апельцин (ВНИИ ВОДГЕО); инженеры В.А.Красулин, Л.П.Розанова(Гипрокоммунводоканал); А.Ф.Бриткин (Союзводоканалпроект);Г.Р.Рабинович (ЦНИИЭП инженерного оборудования)

1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ РЕАГЕНТОВ

В практике водоподготовки в соответствии с требованиями СНиП2.04.02-84 должно быть обеспечено быстрое и равномерное распределениереагентов в обрабатываемой воде. Особенно важно увеличение скоростираспределения при введении коагулянтов (растворов солей алюминия ижелеза) для создания условий их эффективного и рациональногоиспользования.

Ниже описано несколько типов распределителей реагентов, разработанныхНИИ КВОВ АКХ им. К.Д.Памфилова (тип I)и ВНИИ ВОДГЕО (типы II-IV).

ПЕРФОРИРОВАННЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ КОАГУЛЯНТА (ТИПI)

1.1. Распределитель предназначен для введения растворовкоагулянта или флокулянта и может быть установлен в трубе передсмесителем, при поступлении воды в смеситель или в одном из отделенийвходной камеры перед контактными осветлителями (черт. 1). В последнемслучае рекомендуется устанавливать распределитель в проемеперегородки, создающем сужение потока и увеличение еготурбулентности.

Черт. 1. Схема установки перфорированногораспределителя коагулянта (тип I)

а - в вихревом смесителе; б - в перегородчатомили коридорном смесителе, входной камере контактного осветлителя; 1 -распределитель; 2 - секционная свинчивающаяся штанга; 3 - подачакоагулянта; 4 - зарядка сифона

1.2. Потери напора при обтекании распределителя водойсоставляют 10-15 см.

1.3. Распределители из перфорированных трубок не рекомендуетсяприменять при обработке воды раствором коагулянта, содержащимнерастворимые примеси.

1.4. Для введения растворов минеральных коагулянтов следуетприменять распределители из винипластовых труб или из нержавеющейстали.

1.5.Распределитель коагулянта (черт. 2) состоит из центрального бачка соштуцером, на который надевается шланг для подачи коагулянта, ирадиальных перфорированных трубок-лучей, имеющих отверстия,направленные по движению потока воды. Распределитель опускается наместо установки с помощью свинчивающейся из отдельных секций штанги.

Черт. 2. Перфорированный распределителькоагулянта (тип I)

1 - центральный бачок; 2 - отверстия для вводакоагулянта; 3 - разъемная штанга; 4 - штуцер для присоединения шлангаподачи коагулянта; 5 - заглушка; 6 - перфорированная трубка-луч

1.6. Число отверстий в распределителе следует определять порасходу раствора коагулянта и величине потери напора в распределителе30—50 см.

1.7. Расход раствора коагулянта q_к,см³/с,следует определять по формуле

, (1)

где Д_к- доза коагулянта, г/м³;

q_в- расход воды через смеситель, м³/с;

С_к - концентрация раствора коагулянта,% по массе;

r- плотность раствора коагулянта концентрации С_к,г/см³.

Плотность раствора коагулянта при заданной концентрации следуетпринимать по табл. 1.

Таблица 1

1.8. Расход раствора коагулянта q_о,см³/с, проходящего через одно отверстие, следуетопределять по формуле

, (2)

где m- коэффициент расхода, приближенно равный 0,75;

w - площадь отверстия, см²;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

h- заданная потеря напора в распределителе (см. п. 1.6).

В табл. 2 приведены расходы раствора коагулянта, проходящего черезодно отверстие, при потере напора в распределителе, равной 30 см;указаны рекомендуемые диаметры лучей в зависимости от диаметраотверстий.

Таблица 2

1.9. Число отверстий n_oв распределителе (при выбранном диаметре отверстий) надлежитопределять по формуле

. (3)

При n_о> 32 следует увеличить диаметр отверстий и повторить расчет.

1.10. В целях уменьшения вероятности засорения отверстиядолжны быть раззенкованы так, чтобы их диаметр увеличивался отвнутренней поверхности луча к наружной (после сверления отверстий налучах сверлом расчетного диаметра).

1.11. Число лучей в распределителе следует выбирать так, чтобына каждом луче было не более 3-4 отверстий (число лучей должно бытьне более 8).

1.12. Отверстия на лучах распределителя должны бытьрасположены симметрично относительно оси трубы, по которой поступаетобрабатываемая вода, а на каждом луче — симметричноотносительно точки, отстоящей от стенки трубы на 0,25 диаметра трубыD.

Расположение отверстий на лучах распределителя следует выбирать всоответствии с табл. 3.

Таблица 3

1.13. Следует предусматривать возможность использования шлангапри подаче коагулянта для осуществления обратной промывкираспределителя (см. черт. 1).

КАМЕРНО-ЛУЧЕВОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ (ТИП II)

1.14. Камерно-лучевой распределитель предназначен для смещенияобрабатываемой воды с растворами реагентов, за исключениемизвесткового молока.

1.15. Камерно-лучевой распределитель располагается по осипотока обрабатываемой воды (черт. 3) и состоит из: цилиндрическойкамеры с радиальными перфорированными ответвлениями, имеющимиоткрытые торцы; циркуляционного патрубка, расположенного внутрикамеры соосно, открытого с обеих сторон и закрепленного на основаниикамеры, обращенном к потоку; реагентопровода, присоединенного ккамере с противоположной стороны. Реагентопровод может быть снабженприемной воронкой при подаче раствора реагента самотеком или соединенна фланцах соответствующей коммуникацией при подаче под напором.

Черт. 3. Камерно-лучевой распределитель (тип II,расположение - внутри трубопровода)

1 - корпус трубопровода; 2 - камерараспределителя; 3 - лучевое ответвление; 4 - движение воды; 5 -отверстие для выхода раствора; 6 - радиальная распорка; 7 - глухаярезиновая муфта, устанавливаемая с зазором 5—10 мм от корпусатрубопровода; 8 - циркуляционный патрубок; 9 - подача реагента; 10 -реагентопровод

1.16. Эффективность действия камерно-лучевого распределителяобеспечивается за счет:

поступления части исходной воды через циркуляционный патрубок внутрькамеры;

разбавления этой водой раствора реагента, поступающего внутрь камерычерез реагентопровод (предварительное смешение) ;

увеличения первоначального расхода жидкого реагента, способствующегоего рассредоточению в потоке;

равномерного распределения разбавленного раствора по сечению потока.

Поступление в камеру исходной воды через циркуляционный патрубокпроисходит под действием скоростного напора, имеющего наибольшуювеличину в ядре потока.

1.17. Камерно-лучевой распределитель размещают, как правило,внутри трубопровода (при вертикальном и горизонтальном егоположении), на выходном участке трубопровода, подающего исходнуюводу, или на входном участке трубопровода, отводящего воду изсооружения, после которого она подлежит дальнейшей реагентнойобработке (черт. 4).

Предпочтительный вариант установки распределителей в трубопроводахрекомендуется выбирать с учетом возможности их осмотра и замены безпрекращения подачи обрабатываемой воды.

При обработке воды несколькими реагентами распределители растворовследует устанавливать в последовательности, определяемойтехнологической схемой. При этом отдельные распределители могут бытьобъединены в блоки.

Черт. 4. Схемы установки камерно-лучевыхраспределителей (тип II)

а - вблизи выходного сечения вертикальноготрубопровода; б - вблизи входного сечения горизонтального отводящеготрубопровода; 1 - трубопровод; 2 - движение воды; 3 - камерно-лучевойраспределитель; 4 - подача реагента; 5 - опорная конструкция

1.18. Расчетные показатели камерно-лучевых распределителей иразмеры их конструктивных элементов приведены в табл. 4.

Таблица 4

ДИФФУЗОРНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ (ТИПIII)

1.19. Диффузорные распределители предназначены для смешенияобрабатываемой воды с жидкими реагентами, в особенности с теми,которые содержат значительное количество твердых примесей(известковым молоком, угольной суспензией).

1.20. Диффузорный распределитель устанавливают в вертикальныхтрубопроводах по оси потока обрабатываемой воды. Он состоит изконического диффузора, обращенного выходным сечением навстречупотоку, и реагентопровода, присоединенного к входному сечениюдиффузора и снабженного приемником реагента. Горизонтальные кромкивыходного сечения диффузора образуют со стенками трубопровода рабочийзазор для пропуска потока обрабатываемой воды (черт. 5).

Черт. 5. Диффузорный распределитель (типIII)

1 - корпус трубопровода; 2 - диффузор; 3 -движение воды; 4 - рабочий зазор; 5 - глухая резиновая муфта; 6 -радиальная распорка; 7 - подача реагента; 8 - приемник реагента; 9 -реагентопровод

1.21. Быстрое распределение реагентов обеспечивается за счет:поступления части исходной воды в диффузор под действием скоростногонапора, имеющего наибольшую величину в ядре потока;

рециркуляции воды внутри диффузора в результате гашения скоростногонапора и смешения ее с реагентом, поступающим в диффузор черезреагентопровод;

равномерного распределения разбавленного реагента в рабочем зазоре;

турбулентной диффузии, образующейся в результате расширения потокапри выходе из рабочего зазора.

Поступление разбавленного реагента из диффузора в рабочий зазорпроисходит за счет подсоса в область минимальных давлений.

1.22. Диффузорный распределитель следует размещать втрубопроводе свободно и центрировать радиальными распорками сзазорами между их торцами и стенкой трубопровода, равными 5-10 мм.Допускается блокировка с камерно-лучевым распределителем (черт. 6).

Черт. 6. Схема совмещения диффузорного икамерно-лучевого
распределителей

1 - корпус трубопровода; 2 - диффузорныйраспределитель; 3 - движение воды; 4 - камерно-лучевойраспределитель; 5 - подача коагулянта; 6 - подача извести

1.23. Диффузорный распределитель можно одновременно с основнымназначением использовать в качестве сужающего устройства дляизмерения расхода обрабатываемой воды с коэффициентом гидравлическогосопротивления, указанным в табл. 5.

1.24. Расчетные показатели и размеры диффузорныхраспределителей указаны в табл. 5.

Таблица 5

СТРУЙНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ СУСПЕНЗИЙ РЕАГЕНТОВ
(ТИП IV)

1.25. Распределители струйного типа предназначены для быстрогосмешения суспензий реагентов (извести, угля, глины и др.) с водой внапорных трубопроводах диаметром 200-1400 мм.

Распределители надлежит выполнять по одной из приведенных на черт. 7схем, включающих: два распределительных элемента для трубопроводовдиаметром D = 200 - 400 мм (вариант а); три - для D = 500 -700 мм(вариант б); четыре - для D = 800 - 1000 мм (варианты в, г); пять -для D = 1200 - 1400 мм (вариант д).

Черт. 7. Струйные распределители суспензийреагентов (тип IV)

а-д - вариантысхем: а - D = 200 - 400 мм; б -D = 500 - 700 мм; в, г - D = 800 -1000 мм; д - D = 1200 - 1400 мм; е -детальввода суспензии; 1-трубопровод; 2 - реагентопровод; 3 - коллектор распределительный(резинотканевый рукав); 4 - стальная трубка; 5 - арматура запорная; 6- сальник; 7 - струбцина запорная

1.26. Распределители можно устанавливать как нагоризонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов. В местеустановки распределителя расстояние от поверхности трубопровода доограждающих конструкций должно быть не менее 300 мм.

1.27. Каждый распределительный элемент распределителясуспензии следует выполнять в виде трубки, введенной срезанным концомв трубопровод через сальниковое устройство и установленной срезом понаправлению потока. На противоположном конце трубки снаружитрубопровода устанавливают запорную арматуру или струбцину нарезино­­­тканевом рукаве.

1.28. Быстрое смешение обеспечивается струйной подачейсуспензии реагента через несколько распределительных элементовперпендикулярно потоку воды с охватом большей части поперечногосечения потока струями реагента.

Для повышения эффективности смешения предусмотрена возможностьувеличения длины распространения струй за счет выполнения срезатрубки под углом 80°. Продольное перемещение распределительногоэлемента в сальнике позволяет добиться наибольшей площади охватапоперечного сечения потока воды струей реагента. При скорости выходаструи из распределительного элемента менее средней скорости движенияводы в трубопроводе длину введенного в трубопровод участкараспределительного элемента следует увеличивать, при большей скоростивыхода реагента - уменьшать.

1.29. Диаметр выпускного отверстия распределительного элементаследует принимать равным 8-15 мм. При этом следует предусматриватьвозможность и устройство для очистки от внутренних отложений путемпоследовательного отключения одной из ветвей распределительногоколлектора и применения пробойников соответствующего диаметра (6-12мм).

2. АЭРИРОВАНИЕ КАК СРЕДСТВО ИНТЕНСИФИКАЦИИ
ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ ПРИРОДНЫХ ВОД¹

¹Следует применять в экспериментальном порядке.

СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1. При обработке природных вод в процессе гидролизакоагулянта образуется значительное количество свободной углекислоты,содержащейся главным образом в газовой фазе вследствие ее малойрастворимости. На начальной стадии коагуляции взвешенных веществ приразвитой поверхности твердой и газовой фаз происходит интенсивнаяадсорбция мельчайших пузырьков углекислоты на поверхностьмикрохлопьев коагулированной взвеси. В результате образуется осадокнепрочной, рыхлой структуры.

2.2. Своевременное удаление углекислоты из сферы образованиямикрохлопьев, достигаемое за счет аэрации воды, значительноинтенсифицирует процесс коагуляции. Аэрирование способствует лучшемугидравлическому перемешиванию воды с коагулянтом на стадии скрытойкоагуляции. В результате образуются хлопья более прочной и плотнойструктуры, быстрее осаждающиеся в отстойных сооружениях. Отдувкауглекислоты вызывает повышение рН воды, что снижает ее коррозионнуюактивность.

2.3. Метод с применением аэрирования может быть рекомендованпри обработке воды с повышенной мутностью и цветностью в целяхинтенсификации работы водоочистных сооружений, экономии коагулянта иповышения качества осветленной воды по органолептическим показателям(запаху, привкусу, насыщению кислородом) .

2.4. Аэрирование может осуществляться при использовании любыхтехнологических схем обработки воды, предусмотренных СНиП 2.04.02-84.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
ИНЕОБХОДИМОЕ КОНСТРУКТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ

2.5. Оптимальный режим аэрирования следует определять опытнымпутем в зависимости от качества воды, и прежде всего от ее мутности ицветности.

2.6. Методика определения оптимальной дозы коагулянта ипроцента аэрирования воды изложена в пп. 2.22—2.24. Приневозможности осуществления пробной обработки речной воды расчетныезначения дозы коагулянта и процента аэрирования воды дляпроектируемых водоочистных сооружений ориентировочно можно приниматьпо табл. 6 (в зависимости от мутности воды). В этом случае интервалмежду вводом коагулянта и подачей диспергированного воздуха в среднемпринимают равным 15 с.

Таблица 6

П р и м е ч а н и е. При обработке цветных вод расход воздуха нужнопринимать, %, при цветности воды, град:

до 40 .......................... 10

св. 40 до 60 ................ 15

² 60 ² 80 ................20

2.7. Аэрирование воды допускается осуществлять в открытыхсмесителях гидравлического типа (вихревых и перегородчатых),дополнительных сооружений не требуется.

2.8. Метод обработки воды с аэрированием требует строгойпоследовательности ввода коагулянта и сжатого воздуха. Введениедиспергиро-ванного воздуха в период гидролиза коагулянта иобразования микрохлопьев обеспечивает наибольший эффект аэрирования.

2.9. Интервал между вводом коагулянта и воздуха следуетпринимать 10-20 с - время, необходимое для смешения коагулянта сводой и начала его гидролиза. Верхний предел относится к тем случаям,когда процесс смешения замедляется вследствие низкой температурыводы. Оптимальный интервал определяется пробной обработкой воды.

2.10. Раствор коагулянта следует вводить в подающийтрубопровод или при входе воды в смеситель, а диспергированный воздух- непосредственно в смеситель.

Время аэрирования равно времени пребывания воды в смесителе.

2.11. Необходимость предварительного хлорирования илиподщелачивания, а также применения других реагентов ипоследовательность их ввода устанавливаются при пробной обработкеречной воды.

2.12. Аэраторы в смесителях располагают на глубине не менее 3м от поверхности воды.

Во избежание подсоса воздуха в трубопровод, отводящий воду изсмесителя, водосборные лотки должны работать с подтоплением (открытыйперелив исключается); над трубопроводом необходимо предусматриватьотражательный щит. Наилучшим вариантом является применениеводосборных лотков с затопленными окнами. Устройство самостоятельноговоздухоотделителя после смесителя-аэратора не требуется.

2.13. Распределение воздуха в смесителях может бытьосуществлено с помощью фильтросных устройств или перфорированныхтруб. Фильтросы позволяют получить более мелкое дробление пузырьков,при котором расход воздуха для аэрации воды снижается. Однакосопротивление фильтросов значительно выше, и они быстро загрязняются,что влечет за собой частую промывку их и перерасход электроэнергии,поэтому в Пособии рассматриваются только аэраторы из перфорированныхтруб.

2.14. Для подачи воздуха в трубчатые аэраторы могут бытьиспользованы воздуходувные агрегаты, применяемые на водоочистныхстанциях для приготовления раствора коагулянта и других нуждреагентного хозяйства. Подающий трубопровод следует присоединять каэратору сверху и оборудовать расходомером.

2.15. Схема трубчатого аэратора зависит от конструкциисмесителя и условий его эксплуатации.

Для обеспечения равномерности распределения воздуха дырчатые трубыаэратора нужно располагать строго горизонтально. На черт. 8 приведеныразличные схемы трубчатых аэраторов в вихревых и перегородчатыхсмесителях. На схеме а представлен кольцевой трубчатый аэратор,который следует применять для смесителей вихревого типа. При большихразмерах сечения смесителя (в плане) целесообразно кольцевую трубудополнить радиальными трубами, как показано на схеме б. Схемы в и гприменяют при устройстве аэраторов в перегородчатых смесителях.Аэратор в перегородчатых смесителях надлежит выполнять в видеколлектора с ответвлениями. Расстояние между ответвлениями следуетпринимать не более 0,7-1 м.

Черт. 8. Трубчатые аэраторы

а, б - при смесителях вихревого типа; в, г - присмесителях перегородчатого типа; 1 - корпус смесителя; 2 - дырчатыеответвления для распределения воздуха; 3 - магистраль (коллектор) дляподачи воздуха; 4 - подача коагулянта; 5 -подача воды

2.16. Аэраторы в перегородчатых смесителях следует располагатьна подставках высотой 0,1-0,15 м от дна, а в вихревых смесителях - вконической его части на высоте 1,5-2 м над входным отверстием.Наименьшая высота расположения аэратора в вихревых смесителяхпринимается при наклоне стенок нижней части, равном 45°.Отверстия в трубах аэратора просверливают диаметром 3-4 мм по однойили двум образующим с постоянным шагом.

Все отверстия должны быть направлены вниз по вертикальной оси или подуглом 45^о к ней. Для предотвращения слипания пузырьковминимальное расстояние между отверстиями (в осях) должно быть неменее 10 диаметров распределительной трубы.

2.17. Расчетные скорости движения воздуха, м/с, следуетпринимать:

на магистральном воздухопроводе ............. 10-12

в начале дырчатых ответвлений ................. 8-10

на выходе из отверстий ............................... 20-30

Заданные скорости обеспечивают работу всех отверстий аэратора вструйно-барботажном режиме и достаточно эффективную работу аэратора.Неравномерность распределения воздуха по всей поверхности смесителяне превышает 15-20 %.

2.18. Для обеспечения эффективности аэрирования интенсивностьаэрации следует принимать равной 70—80 м³ (м²-ч).

2.19. В перегородчатых смесителях площадь сечения коллектора ваэраторе принимают в 3 раза более площади распределительных дырчатыхтруб.

2.20. Аэраторы можно изготавливать из металлических инеметаллических труб. В качестве металлических труб могут бытьиспользованы обычные стальные трубы (Ст3) при ограниченном периоде(не более 2-3 мес) коагулирования речных вод. При большем периодекоагулирования целесообразно применять коррозионно-стойкие трубы(полиэтиленовые) .

2.21. Расчет подводящих воздухопроводов следует производить всоответствии с указаниями «Справочника проектировщика.Канализация населенных мест и промышленных предприятий» (М.,Стройиздат, 1981).

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ДОЗЫ
КОАГУЛЯНТА И РАСХОДА ВОЗДУХА

2.22. Предварительно следует определить дозу коагулянта безаэрирования в соответствии с общепринятыми методиками.

Определение оптимального режима коагулирования с применениемаэрирования надлежит производить с помощью прибора, схема которогоприведена на черт. 9.

Черт. 9. Прибор для аэрирования воды в цилиндрах

1 - мерный закрытый цилиндр; 2 - воздушная линия;3 - лабораторные цилиндры; 4 - стеклянная трубка с резиновымнаконечником; 5 - подача воды; 6 - патрубок для опорожнения цилиндра;7 - штатив

Мерный цилиндр вместимостью 500 мл изготовлен из оргстекла иустановлен на штативе. По высоте цилиндр разделен на 20 равныхчастей. Объем каждой части составляет 5 % объема обрабатываемой водыв цилиндрах. При наполнении водой мерного цилиндра на одно делениетакое же количество воздуха вытесняется в обрабатываемую воду. Воздухсверху из цилиндра отводится в стеклянную трубку с резиновымнаконечником, которая используется одновременно для диспергированияпузырьков воздуха и перемешивания их со всем объемом обрабатываемойводы.

Расход воздуха и время аэрации соответствуют объему и временизаполнения водой мерного цилиндра.

2.23. Методика пробной обработки воды коагулянтом сприменением аэрирования заключается в следующем.

Испытуемую воду наливают в ряд цилиндров вместимостью 500 мл. Дозыкоагулянта в цилиндрах такие же, как и в опытах без аэрирования, синтервалом 10 мг/л. После добавления коагулянта производятперемешивание воды в цилиндрах в течение 8-10 с, затем осуществляютаэрирование. Расход воздуха варьируют в пределах 10-40 % объема водыс интервалом 5 %. Вначале во все цилиндры вводят 10 % воздуха, затем15 % и т.д. Примерный диапазон и изменение расхода воздуха можнопринимать по табл. 6. Продолжительность аэрирования составляет 6-8 с.После аэрирования производят быстрое смешение содержимого в цилиндрахпалочкой с резиновым наконечником в течение 5 с, а затем - медленное,как в опыте без аэрирования.

В цилиндрах воду отстаивают в течение 30 мин и одновременно ведутвизуальное наблюдение за эффектом хлопьеобразования, агломерации иосаждения хлопьев.

Контроль качества воды до и после обработки ее производят так же, каки в предыдущих опытах. В результате устанавливают зависимость степениосветления и обесцвечивания воды от дозы коагулянта и процентааэрирования.

2.24. Оптимальный режим пробной обработки речной водыпереносят непосредственно в технологию действующих водопроводныхочистных сооружений. При этом возможна некоторая корректировка режимаобработки речной воды с учетом особенностей технологической схемы иконструктивного оформления водоочистных сооружений.

3. КОНТАКТНЫЕ КАМЕРЫ ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ¹

¹ Следует применять в экспериментальном порядке.

СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

3.1. Контактные камеры хлопьеобразования следует применять втехнологических схемах осветления мало- и среднемутных цветных ивысоко-цветных вод.

Область применения контактных камер ограничивается мутностью исходнойводы до 150 мг/л, цветностью до 250 град.

При более высокой мутности и цветности исходной воды применениеконтактных камер должно обосновываться соответствующимитехнологическими изысканиями.

3.2. Работа контактных камер хлопьеобразования основана напринципе контактной коагуляции, обусловленной способностью мелкихчастиц взвеси и микрохлопьев коагулянта после взаимной нейтрализацииэлектрокинетических зарядов прилипать к поверхности более крупныхчастиц фильтрующей загрузки.

Адгезия частиц загрязнений и продуктов гидролиза коагулянтапроисходит до тех пор, пока в результате накопления осадка в порахзернистой контактной среды скорость движения воды не достигнетвеличины, при которой начинаются отрыв хлопьев осадка и вынос их вотстойники. В дальнейшем контактная камера работает в режимеустойчивого равновесия: масса поступающей в камеру взвеси и продуктовгидролиза коагулянта равна массе твердой фазы выносимого водой изкамеры осадка. Образование хлопьев осадка в контактных камерахпроисходит быстрее, чем в камерах со свободным объемом воды, особеннопри маломутных цветных водах и низкой температуре воды. Осадокполучается более плотным.

3.3. Технологической схемой станции осветления иобесцвечивания воды должна быть предусмотрена установка передконтактными камерами хлопьеобразования сеток, предпочтительнобарабанных, или микрофильтров, а также распределителей коагулянта(см. разд. 1).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КОНТАКТНЫХ КАМЕРХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ, ВСТРОЕННЫХ В ОТСТОЙНИКИ

3.4. Площадь контактной камеры хлопьеобразования следуетопределять по удельной нагрузке в расчете на площадь зеркала воды.Удельная нагрузка V_к,м³/(м²×ч)или м/ч, назначается в зависимости от концентрации взвеси С_о,мг/л, с учетом минимальных температур воды в водоисточнике: при С_о< 5 V_к = 7—10; при С_о= 5—10 V_к = 10—15;при C_o = 20—150V_к = 15—20 (C_o- содержание взвеси в воде, включая образующуюся от коагулянта).Меньшие значения следует принимать для минимальных температур воды.Высота слоя контактной загрузки для вод указанных типов рекомендуется0,7 м.

3.5. В качестве зернистой контактной загрузки камерхлопьеобразования следует использовать полимерные плавающие материалытипа пенопласта полистирольного марок ПСБ и ПСВ, разрешенных дляконтакта с питьевой водой, или другие аналогичные материалы.Крупность зерен загрузки — 30—40 мм.

3.6. Гранулы пенопласта необходимой крупности целесообразнополучать путем нарезки плит с помощью нагретой электрическим токомнихромовой проволоки диаметром 0,8-1,0 мм. Плиты из пенопластаполистирольного выпускаются в широком ассортименте промышленностью.Для ускорения процесса получения гранул нужного размера целесообразнонихромовую проволоку в виде решетки натянуть на деревянную раму степлостойкими прокладками (например, асбестовыми), имеющую те жеразмеры, что и плита.

3.7. Для предотвращения всплытия гранул пенопласта вконтактных камерах следует предусматривать закрепленную удерживающуюрешетку с прозорами на 10 мм менее минимальных размеров зерензагрузки.

Учитывая незначительную объемную массу пенопласта (в 25-50 раз менее,чем воды), удерживающая решетка должна быть рассчитана навыталкивающую силу R,т/м²

R = (r_в- r_п) (1 - m)Н_р + r_вD h_з, (4)

где r_в— плотность воды, т/м³ ;

r_п- плотность пенопласта, 0,02-0,04 т/м³ ;

m- пористость загрузки, 0,4-0,45;

Н_p- высота слоя пенопластовой загрузки, м;

Dh_з- расчетный перепад давления в загрузке, м (см. п. 3.9).

В решетке должен быть предусмотрен люк, через который производятсязагрузка и выгрузка зернистого материала при необходимости проведенияего ревизии. Материалом для решетки могут служить арматурные стержни,уголки и т. п. (для них следует предусматривать противокоррозионноепокрытие).

3.8. Для задержания пенопласта при опорожнении отстойников внижней части камеры должна быть установлена вторая нижняя решетка сячейками,аналогичными верхней решетке.

3.9. Потерю напора (перепад давления) в слое заиленнойзернистой контактной загрузки D h_зпринимают равной 0,05-0,10 м.

3.10. Промывку контактных камер следует осуществлять обратнымтоком воды при кратковременном выпуске ее без остановки станции.Промывку производят периодически при потере напора в камере вышерасчетной (см. п. 3.9).

Периодичность промывки зависит от состояния сетчатых защитныхустройств на водозаборе или станции водоподготовки и степенизагрязненности исходной воды.

3.11. Контактные камеры хлопьеобразования следует приниматьвстроенными в вертикальные и горизонтальные отстойники.

3.12. В вертикальных отстойниках контактные камеры располагаютв центральной части отстойника. Воду в камеру подают на высоту0,2-0,3 м над контактной загрузкой (черт. 10).

Черт. 10. Вертикальный отстойник с контактнойкамерой
хлопьеобразования

1 - отвод отстоенной воды; 2 - подача исходнойводы; 3 - контактная камера хлопьеобразования; 4 - верхняя решетка;5 - плавающая загрузка; 6 - нижняя решетка; 7 - зонанакопления и уплотнения осадка; 8 - удаление осадка

3.13. При осветлении воды в горизонтальных отстойникахконтактные камеры располагают в начале отстойников (черт. 11) .

Черт. 11. Горизонтальный отстойник с контактнойкамерой
хлопьеобразования

1 - подача исходной воды; 2 - нижняя решетка; 3 -верхняя решетка; 4 - контактная зернистая загрузка; 5 - отводосветленной воды; 6 - система удаления осадка из отстойника; 7 - люкдля ревизии трубопроводов; 8 - система удаления осадка из камеры

3.14. Над камерами хлопьеобразования необходимопредусматривать павильоны шириной не более 6 м.

3.15. Отвод воды из камеры хлопьеобразования в горизонтальныйотстойник следует предусматривать над стенкой (затопленный водослив),отделяющей камеру от отстойника, при скорости движения воды не более0,05 м/с; за стенкой устанавливается подвесная перегородка,погруженная на 1/4 высоты отстойника и отклоняющая поток воды книзу.

3.16. На уровне верхней кромки затопленного водосливазакрепляется решетка (см. п. 3.24).

3.17. Распределение воды по площади камеры хлопьеобразованияследует предусматривать с помощью перфорированных труб с отверстиями,направленными вниз под углом 45°. Расстояние между осямиперфорированных труб следует принимать не более 2 м.Распределительные трубы размещают непосредственно под нижнейрешеткой, расположенной на расстоянии 1—1,2 м от верхнейрешетки.

3.18. Днище камеры следует выполнять с углом наклона граней45°, в нижней части сходящихся граней располагают трубы дляудаления осадка.

3.19. Для осуществления ревизии дна камеры и трубопроводовподачи воды и отвода осадка в нижней части затопленного водослива,отделяющего камеру от отстойника, следует предусматривать люк.

ПРИМЕНЕНИЕ КОНТАКТНЫХ КАМЕР
ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ
ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ КОРИДОРНЫХ
ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ СОВЗВЕШЕННЫМ ОСАДКОМ

3.20. Основные технологические и конструктивные параметрыконтактных камер при их размещении в осветлителях следует принимать всоответствии с рекомендациями пп. 3.4-3.7.

3.21. В отличие от указанных рекомендаций высота слоязернистой загрузки должна составлять 0,3—0,4 м (бóльшиезначения — при мутности исходной воды менее 5 мг/л) .

3.22. Контактные камеры располагают по всей площади рабочихкоридоров осветлителей в их нижней конической части (черт. 12).Решетку для предотвращения всплытия гранул пенопласта закрепляют нарасстоянии 0,9-1,0 м над перфорированной трубой, подающей воду восветлитель. Нижняя решетка не требуется.

Черт. 12. Осветлитель с контактной камеройхлопьеобразования

1 - подача исходной воды; 2 - контактная камерахлопьеобразования; 3 - зона взвешенного осадка; 4 - отвод осветленнойводы; 5 - решетка; 6 - удаление осадка

3.23. При наличии контактных камер хлопьеобразования скоростьвосходящего потока воды в зоне осветления над слоем взвешенногоосадка надлежит принимать на 20—30 % более, чем указано в СНиП2.04.02-84.

3.24. При использовании контактных камер необходимо обеспечитьвозможность спуска воды из рабочих коридоров осветлителей черезраспределяющие исходную воду дырчатые трубы, подсоединив их ккоммуникациям сброса осадка.

4. ОТСТОЙНИКИ И ОСВЕТЛИТЕЛИ, ОБОРУДОВАННЫЕ
ТОНКОСЛОЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬПРИМЕНЕНИЯ

4.1. Отстойные сооружения (вертикальные и горизонтальныеотстойники и осветлители со взвешенным осадком), оборудованныетонкослойными элементами, предназначены для осветления природныхповерхностных вод малой и средней мутности и цветности наводоочистных станциях систем хозяйственно-питьевого и промышленноговодоснабжения.

4.2. В сооружениях тонкослойного осветления осаждение взвесипроисходит в наклонных элементах малой высоты. При этомобеспечиваются быстрое выделение взвеси и ее сползание по наклоннойплоскости элементов в зоны хлопьеобразования и осадкоуплотнения.

4.3. Тонкослойные отстойные сооружения можно применять как приреконструкции действующих отстойников и осветлителей с целью ихинтенсификации, так и для вновь проектируемых водоочистных станций.

4.4. Рекомендации настоящего Пособия распространяются насооружения с противоточным движением воды и осадка в тонкослойныхэлементах.

4.5. Требования к качеству и методам обработки воды,поступающей на сооружения с тонкослойными элементами, аналогичнытребованиям для других типов отстойных сооружений. Производительностьтонкослойных отстойников и осветлителей не ограничивается.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
И КОНСТРУКТИВНЫЕОСОБЕННОСТИ
ТОНКОСЛОЙНЫХ ОТСТОЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

4.6. Тонкослойный вертикальный отстойник (черт. 13) работаетследующим образом. Исходная вода, обработанная реагентами, поступаетв расположенную в центральной части отстойника камерухлопьеобразования и затем, после ее прохождения, вместе собразующимися хлопьями проходит последовательно распределительнуюзону и тонкослойные наклонные элементы. Осветленная вода черезсборные желоба отводится из сооружения. Осадок из отстойникасбрасывается через систему удаления осадка.

Черт. 13. Вертикальный отстойник, оборудованный
тонкослойными блоками

1 - отвод отстоенной воды; 2 - подача исходнойводы; 3 - камера хлопьеобразования; 4 - тонкослойные блоки;5 - зона распределения воды; 6 - зона накопления осадка; 7 -удаление осадка

4.7. В тонкослойном горизонтальном отстойнике (черт. 14)обработанная реагентами исходная вода поступает во встроенную камерухлопьеобразования (любого из рекомендуемых действующими нормамитипов). Из камеры поток воды, двигаясь горизонтально под блоками иподнимаясь снизу вверх, проходит тонкослойные элементы и поступает врасположенную над ними сборную систему и карман. Накапливающийся вотстойнике осадок периодически сбрасывается через систему удаленияосадка.

Черт. 14. Горизонтальный отстойник, оборудованныйтонкослойными блоками

1 - подача исходной воды; 2 - камерахлопьеобразования ; 3 - тонкослойные блоки; 4 - сборные желоба;5 - карман сбора осветленной воды; 6 - отвод осветленной воды;7 - зона распределения воды; 8 - зона накопления осадка; 9 - удалениеосадка

4.8. Тонкослойный осветлитель (черт. 15) работает следующимобразом. Исходная вода, обработанная реагентами, поступает в зоныпредварительного хлопьеобразования (взвешенного осадка) и далее черезраспределительную зону и зону сползающего осадка поступает втонкослойные элементы. Осветленная вода, пройдя тонкослойныеэлементы, поступает в сборные устройства и отводится из сооружения.Осадок из зоны его накопления удаляется через перфорированные трубы.

Черт. 15. Осветлитель, оборудованныйтонкослойными блоками

1 - подача исходной воды; 2 - отвод осветленнойводы; 3 - тонкослойные блоки; 4 - окна для отвода осадка; 5 - зонасползания осадка; 6 - зона взвешенного осадка; 7 - зона накопленияосадка; 8 - удаление осадка

4.9. Тонкослойные элементы или блоки могут выполняться измягких или полужестких полимерных пленок, соединенных в сотовуюконструкцию, или из жестких листовых материалов в виде отдельныхполок (черт. 16).

Черт. 16. Конструктивные параметры тонкослойныхэлементов в блоке

l_o- длина тонкослойного элемента; b_o- ширина тонкослойного элемента; H_o- высота тонкослойного элемента; Н - высота тонкослойного сотоблока;L - длина тонкослойного сотоблока; В - ширина тонкослойногосотоблока

4.10. Размеры в плане отдельных блоков для удобства их монтажаи эксплуатации следует принимать 1´1—1,5´1,5м с учетом фактических размеров сооружения. Высоту поперечногосечения тонкослойного ячеистого элемента рекомендуется приниматьравной 0,03-0,05 м. Ячейки могут быть приняты любой формы,исключающей накопление в них осадка. Угол наклона элементовнеобходимо принимать 50-60^о (меньшие значения - для болеемутных вод, большие - для маломутных цветных). Длину тонкослойныхэлементов следует определять специальным расчетом и принимать 0,9-1,5м (см. п. 4.14).

4.11. Установку отдельных блоков в отстойниках и осветлителяхследует осуществлять с помощью специальных несущих конструкций,расположенных под или над ними, либо их креплением к элементамсборной системы (желобам, лоткам, трубам) и промежуточным стенкамсооружений. При этом могут быть использованы стальные или полимерныетрубы, дерево, арматурная проволока, профилированные конструкции ит.д.

4.12. Необходимо обеспечивать герметичность зазоров междуотдельными блоками и внутренними стенками сооружений, например, спомощью резиновых прокладок.

4.13. Сбор осветленной воды из тонкослойных сооружений следуетосуществлять по желобам с затопленными отверстиями или открытымиводосливами, например, треугольного профиля, расположенными нарасстоянии не более 2 м один от другого.

РАСЧЕТ ТОНКОСЛОЙНЫХ ОТСТОЙНИКОВ
ИОСВЕТЛИТЕЛЕЙ

4.14. Расчет технологических и конструктивных параметровсооружений, а также отдельных тонкослойных элементов следуетпроизводить по зависимости

. (5)

Для удобства расчета формула (5) приведена к виду

(6)

или , (7)

где К₁ = ; (8)

К₂= , (9)

j -коэффициент, учитывающий влияние гидродинамических условий потока втонкослойных элементах (см. п. 4.16);

К_ф - коэффициент, учитывающий формупоперечного сечения тонкослойных элементов (см. п. 4.19);

Н_о - высота тонкослойного элемента, м;

n_о- средняя скорость потока в тонкослойных элементах, м/ч;

u_о- расчетная скорость осаждения взвеси, м/ч;

a - угол наклона тонкослойныхэлементов к горизонту, град;

b -коэффициент, учитывающий стесненное осаждение взвеси подтонкослойными элементами;

К_ar- коэффициент агломерации, учитывающий влияние осадка, выделяющегосяиз тонкослойных элементов, на интенсификацию хлопьеобразования (см.п. 4.17);

К_ст - коэффициент, учитывающийстеснение сечения потока в тонкослойном элементе сползающим осадком(см. п. 4.17);

V_н - удельная нагрузка илипроизводительность сооружения в расчете на площадь зеркала воды,м³/(м²×ч)или м/ч;

К₁, К₂ - обобщенные расчетные коэффициенты [см.формулы (8) и (9)];

l_o- длина тонкослойного элемента, м;

К_о.и -коэффициент, учитывающий гидравлическое совершенствотонкослойного сооружения и степень его объемного использования -отношение фактического к расчетному времени пребывания воды (см. п.4.20);

К_к - конструктивный коэффициент, равный отношениюфактической открытой для движения воды площади тонкослойных элементовк общей площади зеркала воды отстойного сооружения (см. п. 4.21) .

4.15. Расчетная скорость осаждения взвеси должна приниматься всоответствии с опытом эксплуатации сооружений, работающих ваналогичных условиях. При отсутствии такого опыта следует производитьтехнологическое моделирование процессов хлопьеобразования итонкослойного осаждения с целью определения требуемого значения u_о.При невозможности указанного значение u_оопределяют по данным СНиП 2.04.02-84.

4.16. Коэффициент j следуетопределять по данным табл. 7, в которой b_o- ширина тонкослойного элемента, Н_о - высота тонкослойногоэлемента.

Таблица 7

4.17. Значение К_ст рекомендуется принимать всреднем 0,7—0,8 (бóльшиезначения — для более мутных вод, меньшие - для маломутныхцветных вод).

4.18. Значение произведения bК_аrследует принимать равным 1,15-1,3 (бóльшиезначения - для тонкослойного осветлителя, меньшие - для тонкослойноговертикального отстойника).

4.19. Значение коэффициента формы К_фзависит от фактической формы и конфигурации тонкослойных элементов(ячеек) в поперечном сечении: для сечения прямоугольной формы - 1,0;круглой - 0,785; треугольной -0,5; шестиугольной - 0,65-0,75; при использовании труби межтрубного пространства - 0,5.

4.20. Величину К_о.и для предварительных расчетоврекомендуется принимать равной 0,6-0,75.

4.21. Значение коэффициента К_к следует определятьпо фактическим данным с учетом толщины материала для тонкослойныхэлементов. Предварительно рекомендуется принимать его равным0,70-0,95 (бóльшиезначения - для тонких пленочных материалов) .

4.22. Удельные нагрузки на тонкослойные сооружения, отнесенныек площади, занятой тонкослойными элементами, и с учетом показателейкачества воды могут быть приняты по СНиП 2.04.02-84.

4.23. Полученные по расчету размеры тонкослойных элементов итонкослойных сооружений в целом, а также значения удельных нагрузокнадлежит проверить и скорректировать с учетом обеспеченияминимального времени между выпусками осадка 6—8 ч. При этомвысоту защитной зоны для вертикального отстойника следует принятьравной 1,5 м, для горизонтального — 1 м.

4.24. Высоту зоны сбора осветленной воды рекомендуетсяпринимать не менее 0,4—0,5 м.

4.25. В тонкослойных осветлителях для предотвращенияобразования зон повышенной концентрации взвеси нижнюю кромкутонкослойных блоков необходимо располагать непосредственно надверхней отметкой осадкоприемных окон.

Примеры расчета тонкослойных элементовсооружений

Пример 1. Расчет вертикального тонкослойного отстойника.

Качество исходной воды: цветность - 100 град; содержание взвеси - 50мг/л; доза коагулянта - 60 мг/л по безводному продукту; расчетнаяскорость осаждения взвеси — 0,3 мм/с »1,08 м/ч.

Тонкослойные элементы прямоугольного сечения имеют размеры в плане0,05´0,05 м (высота ´ширина) и угол наклона 60° при значениях К_к= 0,75 К_о.и = 0,7.

По расчету объема зоны накопления осадка и периода межпродувочногоцикла значение нагрузки на сооружения по условиям накопления взвесипринято не более 4 м/ч.

Длина тонкослойных элементов определяется по формулам (7)-(9):

;

;

м.

Принимаем длину тонкослойных элементов равной 0,8 м при нагрузке 4м/ч.

Пример 2. Расчет тонкослойного осветлителя.

Качество исходной воды: цветность - 20 град; содержание взвеси -500мг/л; доза коагулянта - 50 мг/л; расчетная скорость осаждения взвеси- 0,40 мм/с » 1,44 м/ч.

Тонкослойные элементы такие же, как в примере 1 (за исключением угланаклона, равного 55°).

Значения конструктивного коэффициента и коэффициента объемногоиспользования принимаются соответственно К_к = 0,7 и К_о.и= 0,6.

С учетом реконструкции существующих осветлителей и их фактическихразмеров установлено, что нагрузка на сооружения не может быть более6 м/ч, а высота тонкослойных элементов — 1,2 м.

Используем формулы (6)-(9):

м/ч ;

м ;

;

Принимаем удельную нагрузку равной 6 м/ч и длину тонкослойныхэлементов 1,0 м.

5. НАПОРНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СМЫВА
ОСАДКА В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ОТСТОЙНИКАХ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬПРИМЕНЕНИЯ

5.1. Система предназначена для удаления осадка изгоризонтальных отстойников открытого и закрытого типов послеотключения отстойников с помощью напорных струй воды без примененияручного труда.

5.2. Гидросмыв наиболее целесообразно применять при наличиималоподвижных осадков, образующихся в условиях очистки мутных вод ихарактеризующихся содержанием взвеси не более 1500 мг/л.

5.3. Высота слоя осадка в отстойнике должна быть не более1-1,5 м.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ

5.4. Система (черт. 17) включает в себя устройства для подачиводы и отвода размытого осадка.

Подача воды производится с помощью насоса, коллекторов, разводящихтруб и специальных насадок. Отвод воды с осадком осуществляется спомощью лотков, устроенных в днище отстойника, и далее по трубам вприемный резервуар сооружений по обработке промывных вод и осадков.

Черт. 17. Система гидравлического смыва осадка
вгоризонтальных отстойниках

1 - насос для подачи воды; 2 - подводящие трубы;3 - коллектор; 4 - разводящие трубы; 5 -патрубки с насадками; 6 - лотки

5.5. Для смыва осадка надлежит использовать сырую воду иливоду из верхней части отстойника, сбрасываемую перед его очисткой вспециальный запасной резервуар.

5.6. Управление системой осуществляют с помощью задвижек,установленных на напорном и всасывающем трубопроводах насоса.

Перед пуском системы в работу закрывают задвижку на трубопроводе,подающем обрабатываемую воду в отстойник, открывают задвижку наканализационном трубопроводе и производят опорожнение отстойникапримерно на 2/3 его высоты. Затем открывают задвижку на напорномтрубопроводе, подающем воду в систему удаления осадка, и включаютнасос. При этом осадок, накопившийся в отстойнике, взмучивается,происходят его смыв и удаление одновременно с опорожнениемотстойника.

Выключение системы производят через 3-5 мин после полного опорожненияотстойника. Ориентировочно время удаления осадка составляет 30-40мин.

5.7. Коллектор напорной системы следует размещать при длинеотстойника, м:

40—45 - в начале разводящих труб;

60 - в средней его части с симметричным (по отношению к коллектору)расположением разводящих труб;

90 - в средней части отстойника надлежит устраивать два коллектора,при этом отстойник делится на две симметричные секции и в каждыйколлектор подается вода от насоса по отдельной трубе.

5.8. Разводящие трубы следует укладывать по дну отстойника.При ширине отстойника до 4,5 м необходимы две нитки труб,прокладываемых вдоль стен отстойника. Лоток для сбора осадка ипромывной воды размещают в этом случае по оси отстойника.

При ширине отстойника, равной 6 м, устанавливают три ряда разводящихтруб, один из которых размещают по оси отстойника (в этом случае вотстойнике устраивают два отводящих лотка посредине между разводящимитрубами).

5.9. Разводящие стальные трубы следует выполнять с переменным(телескопическим) сечением, что увеличивает равномерностьраспределения воды и позволяет снизить расход металла. Переход содного диаметра труб на другой надлежит предусматривать посрединедлины участка. Для предотвращения заиления пространство под трубамизаливают бетоном (марки не ниже 200) и устраивают откосы.

5.10. На каждой разводящей трубе (на трубах, лежащих у стен, —с одной стороны, на центральных — с обеих сторон) ввариваютстальные патрубки диаметром 32 мм под углом 45° к оси отстойникапо ходу движения осадка при смыве. Патрубки имеют резьбу, на которуюнаворачивают соединительные части (типа футорки). В соединительныечасти ввинчивают и закрепляют (с помощью контргаек) бронзовые насадкидлиной 50—60 мм, наружным диаметром 16—18 мм и внутренним— 10 мм. Входные и выходные кромки насадки скругляют.

Расстояния между патрубками с насадками — 1м, а на последнейчетверти длины труб — 1,5 м.

5.11. Насадки на разводящих трубах, находящихся упротивоположных стен отстойника и в центре, должны быть расположены вшахматном порядке, чтобы факелы соседних и противоположных струйсливались и частично пересекались. На трубах в конце отстойниканаваривают стальные заглушки.

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ СМЫВА ОСАДКА

5.12. Расчет системы смыва осадка производят, исходя изполучения в расчетном сечении отстойника размывающей скорости струиn_с = 0,5—0,8 м/с(в зависимости от плотности и прочности осадка).

5.13. Скорость осевой компактной струи n_с,м/с, в пределах основного потока для затопленной симметричной струиопределяют, исходя из соотношения

, (10)

где s- экспериментальная константа, равная 0,075;

l- расстояние от насадки до расчетного сечения (в данном случае - доприемной канализационной трубы или лотка), м;

r_o- радиус отверстия насадки, м;

n_o- начальная скорость струи на выходе из насадки, м/с.

Внутренний радиус насадки r_oпринимается равным 0,005 м; расстояния от насадки до расчетногосечения l,м, равны:

для отстойников шириной 4,5 м - 2,25

« « 6,0 м - 1,50

Тогда из формулы (10) начальная скорость на выходе из насадки будет:при l= 2,25 м n_o= 35,5 n_cм/с; при l = 1,50 м n_o= 23,7 n_cм/с.

5.14. Расход q_н, м³/с, через насадкуопределяется по формуле

q_н= w n_о, (11)

где w- площадь сечения отверстия насадки, м².

Для принятого диаметра насадки 10 мм получим w= 78,5 ×10^-6 м², тогда q_н= 78,5 ×10^-6n_о,м³/с.

5.15. Напор h_н,м, необходимый для получения начальной скорости, определяется поформуле

, (12)

где m- коэффициент расхода, принимаемый равным 0,59—0,64;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

h_r - рабочая высота столба водыв отстойнике при промывке, м.

5.16. Расчетные расходы воды для каждого участка разводящихтруб определяют в зависимости от числа насадок на нем и расхода воды,проходящего через одну насадку.

5.17. Диаметр труб и скорость движения воды в них определяютпо вычисленным значениям расходов. При этом скорость движения воды втрубах не должна превышать 1,5 м/с.

Проверку расчетных и конструктивно принятых параметров следуетпроизводить по формуле

, (13)

где L_кр -критическая длина дырчатой трубы, при которой потеря напора полностьюкомпенсируется восстановлением скоростного напора, м;

l - коэффициент сопротивлениятрению по длине, равный для стальных труб 0,03—0,02;

d - диаметр дырчатой трубы, м;

n- число отверстий (насадок).

Для упрощения расчетов критическую длину дырчатой трубыL_кр по формуле (13) допускаетсяопределять для суженной ее части.

5.18. Диаметры коллекторов и подводящей трубы следуетопределять исходя из приходящихся на них расходов воды и скорости еедвижения, принимаемой 0,8—1,2 м/с.

Напор промывного насоса h,м, надлежит определять по формуле

h = h_н+ 1,1 h_l , (14)

где h_н- напор у насадки, определяемый по формуле ( 12),

h_l - сумма потерь напора наотдельных участках труб, м.