144980 (Расчет водоснабжения), страница 7

3.6 Смесители

Смесители предназначены для быстрого и полного смешения реагентов с обрабатываемой водой. В практике водоподготовки применяют смесители гидравлического типа (вихревые и перегородчатые). При обосновании допускается применение смесителей механического типа (мешалок). Смесители должны иметь не менее двух отделений. Резервные смесители не предусматривают, но устраивают обводные линии. Смесители должны иметь переливные трубы, а также трубы для опорожнения и выпуска осадка.

3.6.1 Вихревой смеситель

Вихревой (вертикальный) смеситель может быть круглым или квадратным в плане.

По скорости входа воды в смеситель и расходу на одно отделение определяют диаметр подающей трубы:

d=

где d – диаметр подающей трубы, м;

q – расход воды на одно отделение, м /с;

V – скорость входа воды в смеситель, принимаем 1,2-1,5 м/с;

d= =0,316 м.

Принимаем условный проход Ду=350 мм, dн=370 мм.

Сторону квадрата нижнего сечения смесителя (смеситель квадратный в плане) определяют по формуле:

bн=dн+0,05

где bн - сторона квадрата нижнего сечения смесителя, м;

dн - наружный диаметр подающей трубы, м.

bн=0,37+0,05=0,42 м.

Сторону квадрата верхнего сечения определяют по формуле:

bв= ,

где bв - сторона квадрата верхнего сечения смесителя, м;

Vb - скорость восходящего потока в верхней части смесителя (0,03-0,04 м/с).

bв= =2,0 м.

Угол между наклонными стенками нижней (пирамидальной) части смесителя находится в пределах 30 -40 . По величине угла между наклонными стенками определяют высоту нижней части смесителя:

hн=0,5∙ctg (bв-bн),

где hн - высота нижней части смесителя, м;

- угол между наклонными стенками нижней части смесителя.

hн=0,5∙ ctg (2,0-0,42)=1,37 м.

Высоту верхней части смесителя принимают в пределах 1-1,5 м. Общую высоту смесителя определяют по формуле:

h= hн+hв+0,3

где h – общая высота смесителя, м;

0,3 – строительная высота, м.

h=1,37+1,5+0,3=3,17 м.

Площадь поперечного сечения сборного лотка смесителя определяют по расходу, который делится на два потока, и скорости движения воды в нем:

Fл=q/2∙V

где Fп - площадь поперечного сечения сборного лотка, м ;

V – скорость движения воды в лотке, принимаемая равной 0,6 м/с.

Fл=0,118/2∙0,6=0,098 м .

Принимаем глубину потока в лотке 0,5 м.

Приняв глубину потока в лотке, определяют его ширину:

bл= Fл/hл

где bл - ширина сборного лотка смесителя, м;

hл - глубина потока в лотке, равная 0,5 м.

bл=0,098/0,5=0,2 м.

Дно лотка выполняют с уклоном i=0,02.

В лоток вода поступает через затопленные отверстия, общую площадь которых определяют по формуле:

F = q/V

где F - общая площадь отверстий, м;

V – скорость воды в отверстиях, принимаемая равной 1 м/с

F =0,118/1=0,118 м².

Принимаем диаметр одного отверстия 50 мм.

Приняв диаметр одного отверстия, определяют их число:

n =F /f

где n - число отверстий;

f - площадь одного отверстия, м .

n =0,118/0,002=59.

Шаг отверстий определяют по формуле:

l =4∙Вв/ n

где l - шаг отверстий, м.

l =4∙2/59=0,14 м.

3.7 Осветлители со слоем взвешенного осадка

Осветлитель со взвешенным осадком принимают для удаления из воды коагулированной взвеси при производительности станции свыше 5000 м³/сут, мутность воды до 1500 мг/л и цветности – до 120 град.

Расчет осветлителей производят с учетом годовых колебаний качества обрабатываемой воды. При отсутствии данных технологических исследований скорость восходящего потока в зоне осветления и коэффициент распределения воды между зоной осветления и зоной отделения осадка принимают по данным табл.20[1].

3.7.1 Осветлитель коридорного типа

Осветлитель коридорного типа состоит из двух рабочих коридоров осветления и центрального для накопления и уплотнения осадка.

Площадь зоны осветления F_осв , м², определяют по формуле

F_осв=Q_чk_p/3,6V_осв,

Где Q_ч – производительность ОС

k_p - коэффициент распределения воды между зонами осветления и отделения осадка, принимаемый по табл. 20[1]

V_осв – скорость восходящего потока воды в зоне осветления, мм/с

F_осв=847,7·0,8/3,6·0,8=235,47 м²

Площадь зоны накопления и уплотнения осадка определяют по формуле:

F = = = 58,87 м ,

где F - площадь зоны накопления и уплотнения осадка, м ;

Принимаем 4 рабочих и 1 резервный осветлители.

Площадь каждого коридора осветления определяют по формуле:

f = = = 39,25 м ,

где N - количество рабочих осветлителей;

f - площадь коридора осветления, м .

Площадь каждого осадконакопителя определяют по формуле:

f = = = 19,6 м ,

где f - площадь осадконакопителя, м .

Ширину коридоров осветления принимают в соответствии с размерами балок 3м. Длину коридора осветления определяют по формуле:

l = = = 13,08 м,

где l - длина коридора осветления, м;

В - ширина коридора осветления, м.

Ширину осадконакопителя определяют по формуле:

В = = = 1,5 м,

где В - ширина осадконакопителя, м.

Объём зоны накопления и уплотнения определяют по формуле при времени уплотнения осадка не менее 6ч:

W = = = 24,56 м ,

где Т - период работы отстойника между сбросами осадка, ч;

- средняя по всей высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка, г/м , в зависимости от мутности воды и продолжительности интервалов между сбросами, принимаемая по табл.19[1];

- мутность воды, восходящей из отстойника г/м , принимаемая от 8 до 15 г/м ;

С - концентрация взвешенных веществ в воде, г/м , поступающих в отстойник.

Концентрацию взвешенных веществ в воде (г/м ), поступающих в отстойник определяют по формуле:

С = + К · Д + 0,25 · Ц + В = 250 + 0,5 · 37,5 + 0,25 · 45 + 24,75 =

= 304,75 г/м ,

где - количество взвешенных веществ в исходной воде, г/м ;

Д - доза коагулянта по безводному продукту, г/м ;

К - коэффициент, принимаемый для очищенного серного алюминия – 0,5;

Ц – цветность исходной воды, град;

В - количество нерастворимых веществ, вводимых с известью, г/м .

Количество нерастворимых веществ, вводимых с известью, определяют по формуле:

В = - Д = - 16,5 = 24,75 г/м ,

где К - долевое содержание СаО в извести;

Д - доза извести по СаО, г/м .

Расход в осадкосбросных трубах определяют по формуле:

q = = = 49,12 м /ч,

где q - расход в осадкосборных трубах, м /ч;

W - объём зоны накопления и уплотнения осадка, м ;

t – время удаления осадка, ч.

Диаметр осадкосбросного трубопровода определяют по формуле:

d = = = 0,39~0,4 м,

где d - диаметр осадкосбросного трубопровода, м;

q - производительность очистной станции, м /с;

V – скорость движения воды с осадком на выходе из осадкосбросной трубы, принимают не менее 1 м/с;

n - количество осадкосбросных труб.

Подачу воды в осветлитель осуществляют с помощью дырчатого коллектора, диаметр которого определяется по формуле:

d = = = 0,29~0.3 м,

где d - диаметр дырчатого коллектора, м;

q – производительность очистной станции, м /с;

N - количество рабочих осветлителей;

V – скорость движения воды на входе в коллектор, равная 0,5-0,6 м/с.

Принимаем d =200 мм .

Отверстия в коллекторе принимают диаметром 25 мм и располагают в шахматном порядке в нижней части трубы под углом 45 к ее оси на расстоянии не более 0,5 м между ними. Скорость движения воды на выходе из отверстий – 1,5-2 м/с.

Сбор осветленной воды в зоне осветления предусматривают желобами с треугольными водосливами высотой 40-60 мм. Расстояние между осями водосливов – 100-150 мм. Расход воды в одном желобе определяют по формуле:

q = = =0,016 м /с,

где q - расход воды в одном желобе, м /с;

q – производительность очистной станции, м /с.

Расстояние между желобами не должно быть более 3 м. Расчетная скорость движения воды в желобах 0,5-0,6 м/с.

Для отвода избыточного осадка из зоны осветления в осадкоуплотнитель служат осадкоприемные окна, площадь которых с каждой стороны осадкоуплотнителя определяют по формуле:

f = = = 0,78 м ,

где f - площадь осадкоприемных окон с каждой стороны осадкоуплотнителя, м ;

q – производительность очистной станции, м /с;

V - скорость движения воды с осадком в осадкоприемных окнах, равная 0,01 – 0,015 м/с.

Высоту окна принимают равной 0,2 м. Общую длину окон определяют по формуле:

l = = = 3,9 м,

где l - общая длина окон, м;

h - высота окон, м.

Принимаем 6 окон.

Определяем размеры каждого окна:

= =0,65 м.

Определяем шаг окна:

= =1,0 м.

Высота слоя взвешенного осадка в зоне осветления может быть определена по формуле, но не должна превышать 2 – 2,5 м.

h =h + 0,5 · h = 1 + 0,5 · 2,34 = 2,1 м,