9. Гидротехнические отстойники
Гидротехнические отстойники устанавливаются в случаях, ког да необходимо произвести очистку водных масс, поступающих на турбины гидроэлектростанций, очистных сооружений городских стоков, в магистральные каналы систем водоснабжения от взве шенных в воде нерастворимых частиц горной породы или взве шенных в воде крупных фракций твердого стока.
Эти «мутные воды» влияют на заиление водных систем и на истирание гидротурбины деривационных ГЭС.
Отстойники обеспечивают:
-осаждение наносов, вредных для нормального функциониро вания гидротурбин, предотвращения заиления каналов водоснаб жения;
-возможность удалять осаженные наносы из отстойника с минимальным расходом чистой воды;
-пропуск заданных расходов воды с расчетной скоростью и заданным качеством проходящей воды.
Установка отстойников выполняется после проведения соот ветствующих изысканий и лабораторных анализов, многолетнего мониторинга стока по временам года и гидрологических особен ностей водотока поступающей воды, по рекомендациям которых выполняется расчет производительности отстойника, его техни ческие параметры и степень очистки водных масс.
Отстойники бывают двухили несколько камерные, реже - однокамерные и состоят из следующих конструктивных элемен тов (рис. 239):
-входной и выходной каналы, служат для подачи и отвода воды из отстойника;
-верхние и нижние сопрягающие участки канала, соединяю
щие канал с порогами;
-входной и выходной пороги (верхняя и нижняя головы);
-устои, сопрягающие отстойник с берегом;
-рабочие камеры (при многокамерных отстойниках, одна ка
мера - при однокамерном);
-разделительные стенки, образующие камеры;
-распределительные решетки для равномерного распределе
ния скорости потока по сечению камеры; - промывные галереи в камерах периодического действия и
сборно-промывные галереи в камерах непрерывного действия;
-промывной коллектор и промывной канал, отводящий наносы
внижний бьеф;
-обходной канал с затворами для подачи воды в обход отстой
ника, в основном при однокамерном варианте.
Рис. 239. Принципиальная схема отстойника (многокамерного): 1 - вход ной порог; 2 - канал; 3 - подводящий распределительный канал; 4 -устои; 5 - верховой переходной участок; 6 - разделительные стенки; 7 - рабочая часть камеры; 8 - камеры; 9 - промывные галереи; 1 0 - выходной порог; 11 - низовой переходной участок; 12 - собирательный канал; 13 - промывной коллектор;
14 - промывной канал
Классификация отстойников:
-однокамерные или многокамерные (рис. 240);
-периодического или непрерывного действия (рис. 241);
-по способу удаления наносов - механического или гидравли ческого действия;
-по месту расположения - совмещенные с водоприемником (рис. 242) или расположенные на трассе подводящего канала.
Эффективность работы отстойника зависит от возможнос ти создавать гидравлически равномерное движение воды в камерах и его системе в целом для получения воды достаточ ной чистоты.
При выборе конструктивных решений отдельных элементов от стойника, влияющих на экономическую составляющую сооруже ния, исходят из основных показателей:
-глубина рабочих камер, в среднем принимается 4-5 м;
-получение оптимальной средней скорости движения водного потока через элементы отстойника, обеспечивающей расчет фрак ций выпадающего осадка.
5,
1F
i|tL ДД7
Ш&
- S 7 M -
Рис. 240. Принципиальная схема многокамерного отстойника с перио дическим промывом: а - план отстойника; б - продольный разрез отстой ника; 1 - распределительный канал; 2 - портальный кран расчетной грузо подъемности; 3 - успокоительные решетки; 4 - плоский затвор; 5 - слу жебные металлические мостики; 6 - паз для донного затвора; 7 - собира тельный канал; 8 - промывная галерея; 9 - смотровой колодец дренажной системы; 10 - грязеспуск промывной галереи
V |
2 V |
Рис. 241. Принципиальная схема отстойника непрерывного действия, раз рез по продольной оси: 1 —успокоительные дощато-реечныерешетки; 2 - труба для подачи воздуха; 3 —сборно-промывные галереи; 4 - труба для отвода освет ленной воды; 5 - обратный дренажный фильтр; 6 - затвор для перекрытия трубы отвода осветленной воды; 7 - засыпка местным грунтом головы нижнего бьефа
Рис. 242. Принципиальная схема размещения отстойника, совмещенного с водоприемником: 1 - направляющая стенка верхнего бьефа; 2 - промывные от верстия верхнего порога водоприемника; 3 - водосброс; 4 - галерея грязеспуска; 5 - открытый лоток осветленной воды; 6 - сбросной тоннель осветленной
воды; 7 — трехкамерный отстойник; 8 - подъездная автодорога
Выбор места расположения отстойника и вход в него водного потока должны обеспечивать нормальный процесс отложения на носов в камерах в осадок, при этом значительную роль играют конструктивные особенности верхней головы (входной порог) (рис. 243), выполняемый из бетона и железобетона.
Центральная часть отстойника (камеры) возводится из бетона или железобетона и может иметь доковую конструкцию (рис. 244), при однокамерных отстойниках трубы промывочных галерей мо гут устанавливаться под дном камер (рис. 245), нижняя голова (вы ходной порог) имеет промывные галереи и площадки для установки портального крана для работы с низовыми затворами (рис. 246).
3,15-
Рис. 243. Принципиальная схема верхней головы (с входным порогом) от стойника: 1 -успокоительныерешетки; 2 —портальный кран расчетной грузо подъемности; 3 - паз для постановки затворов
^ 20^ 75- ^ 50--^
Щ50-
Рис. 244. Принципиальная схема поперечного разреза многокамерного от стойника: 1 - стенка секционирования; 2 -раздельная стенка между камералт отстойника
Рис. 245. Принципиальная схема поперечного разреза однокамерного от стойника: 1 - подводящий лоток; 2 - трубы сборно-промывной галереи
Рис. 246. Принципиальная схема нилсней головы (с выходным порогом) от стойника: 1 - промывная галерея; 2 - портальный кран
В целях равномерного распределения скоростей внутри потока поступающих в отстойник водных масс на переходном участке от входного канала к камерам отстойника устанавливают поперек по тока систему решеток из металлических труб диаметром до 50 мм (рис. 247).
Расстояние между стержнями решетки устанавливают из рас чета получения максимальных скоростей потока. Решетки уста-
навливают в 2-3 ряда на расстоянии 1,5-2 м друг от друга, при уклоне дна переходного участка от 1:2,5 до 1:3. Эти решетки су щественно увеличивают скорость потока.
л
По IH I
п
ПоН а |
в |
б
Рис. 247. Схема струенаправляющих (струераспределительных) реше ток отстойников: а - общий вид (левая сторона - вид с нижнего бьефа, правая сторона - вид с верхнего бьефа); б - разрез по 1-1; в - разрез по 11-11; 1 - направляющие из швеллеров № 24; 2 - обвязка решетки из швелле
ров N9 20; 3 - трубы с шагом до 0,4 м; 4 - опорные уголки
Для ликвидации вредного влияния на работу отстойника зак ругления подводящего канала (водовода), которое отрицательно отражается на формировании струй водного потока, устанавлива ют струенаправляющие стенки, выполняемых из деревянных брус ков толщиной 5-9 см с зазорами 8-75 см (рис. 248).
Рис. 249. Схема устройства разборного порога, обеспечивающего пропу ск шуготранзита через систему отстойника.* 1 - затвор поверхностный; 2 - раз
борный порог; 3 - затвор донный
При однокамерных отстойниках открывают обходные кана лы, при многокамерных - поднимают из водоподводящей сис темы отстойника распределительные, струенаправляющие ре шетки.
Список литературы
1.СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основ ные положения. Введены в 2004-01-01. - М., 2004. - 24 с.
2.ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия. Терми ны и определения. - М., 1973. - 22 с.
3.Чугаев В.В. Гидротехнические сооружения: в 2 ч. - М.:
Агропромиздат, 1985. - Ч. 1. - 318 с.; Ч. 2. - 330 с.
4.Журба М.Г. Водозаборные очистные сооружения и устрой ства. - М.: Астрель, ACT. - 2003. - 569 с.
5.Воронов Ю.В., Ивчатов А.Д. Учебное пособие для студентов заочного отделения факультета водоснабжения и водоотведения. Водозаборы из поверхностных источников. - М., 2006. - 468 с.
6.Справочник по гидротехнике / ВОДГЕО. - М., 1995. - 828 с.
ПЛЕХАНОВМихаил Сергеевич
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
Учебное пособие
Редактор и корректор Н.А. Панова
Подписано в печать 21.05.14. Формат60x90/116.
Уел. печ.л. 13,5. Тираж 100. Заказ №85/2014.
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольскийпр., 29, к. 113. Тел.(342)219-80-33.