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_БЛ в блоке и расстояние L_Б, на котором устанавливаются блоки в отстойнике. Эти величины рассчитываются по формулам (18) и (22). Величина В_БЛ численно равна ширине секции отстойника.

При дополнении тонкослойными блоками вертикальных отстойников при известных габаритах L и В или D, заданной гидравлической крупности задерживаемых частиц U₀ расчетной величиной является длина пластин L_БЛ, которая при заданной высоте яруса h рассчитывается по формуле (18) или высота яруса h, 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 a. (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 t = 400 с при температуре 30⁰С;

- влажность выделяемого осадка х_ос = 96 %;

- плотность осадка r_ос = 1900 кг/м³.

При помощи табл. 3 примем следующие величины:

- высоту яруса в отстойнике h = 100 мм;

- угол наклона гофрированных пластин a = 45⁰;

- скорость потока в ярусе w = 6 мм/с;

- коэффициент использования объема отстойника К = 0,8.

1. Гидравлическая крупность U₀ удаляемых примесей

мм/с,

где a_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 a = 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_пл принимают 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 t₁ = 2 мин.

13. Длина отстойника L

L = L_БЛ + l₁ + l₂ + 2 l₃ + 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 r_ос = 2000 кг/м³.

- время отстаивания механических примесей в слое воды h = 100 мм t = 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 a = 45⁰.

1. Гидравлическая крупность U₀ удаляемых примесей

мм/с.

2. Длина пластины в ярусе L_БЛ

м.

3. Расстояние между пластинами b_п

b_п = h * cos a = 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_БЛ определяется 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 a + L_БЛ * sin a.

10. Длина резервуара отстойника L

L = l₁ + l₃ + L_БЛ * cos a + Н_БЛ * sin a. = 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 r_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 a = 50⁰, коэффициент использования объема отстойника К = 0,6.

1. Уточняем гидравлическую крупность U₀ при t = 40⁰С

мм/с,