7752

32

Рис. 6. Осветлитель, оборудованный тонкослойными блоками:

1 – подача исходной воды; 2 – зона взвешенного осадка; 3 – зона сползания осадка; 4 – тонкослойные блоки; 5 – отвод осветленной воды; 6 – зона накопления осадка; 7 – удаление осадка.

Установку отдельных блоков в осветлителях следует осуществлять с помощью специальных несущих конструкций, расположенных под или над ними, либо их креплением к элементам сборной системы (желобам, трубам) и

промежуточным стенкам сооружений. В качестве несущих конструкций мо-

гут быть использованы стальные или полимерные трубы, дерево, арматурная проволока, профилированные конструкции и т.д. Герметичность зазоров между отдельными блоками и внутренними стенками сооружений обеспечи-

вается уплотнительными прокладками.

Сбор осветленной воды из тонкослойных сооружений осуществляют желобами с затопленными отверстиями или открытыми водосливами,

например, треугольного профиля, расположенными на расстоянии не более 2

м один из другого.

2.2.3. Расчет тонкослойных осветлителей

Расчет технологических и конструктивных параметров сооружений, а

также отдельных тонкослойных элементов следует производить по зависи-

33

мости:

где l0 – длина тонкослойного элемента, м;

H0 – высота тонкослойного элемента, принимаемая 0,03-0,05 м;

Vн – удельная нагрузка или производительность сооружения в расчете на площадь зеркала воды, м3/(м2 ч) или м/ч ;

U0 – расчетная скорость осаждения взвеси, м/ч;

– коэффициент, учитывающий стесненное осаждение взвеси под тонкослойными элементами;

Kаг – коэффициент агломерации, учитывающий влияние осадка, выде-

ляющегося из тонкослойных элементов, на интенсификацию хлопьеобразо-

вания;

Kст – коэффициент, учитывающий стеснение сечения потока в тонко-

слойном элементе сползающим осадком, принимается в среднем 0,7-0,8

(большие значения – для более мутных вод, меньшие – для маломутных цветных вод);

Kои – коэффициент, учитывающий гидравлическое совершенство тон-

кослойного сооружения и степень его объемного использования, принимае-

мый 0,6-0,75;

Kк – конструктивный коэффициент, равный отношению фактической,

34

открытой для движения воды, площади тонкослойных элементов к общей

площади зеркала воды отстойного сооружения;

Kф – коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения тонко-

слойных элементов, принимаемый: для сечения прямоугольной формы – 1,0;

круглой 0,785; треугольной 0,5; шестиугольной 0,65-0,75; при использовании

труб и межтрубного пространства 0,5;

– угол наклона тонкослойных элементов к горизонту, град.

– коэффициент, учитывающий влияние гидродинамических условий

потока в тонкослойных элементах, определяется по данным табл.1, в которой b0 – ширина тонкослойного элемента, H0 – высота тонкослойного элемента.

Расчетная схема тонкослойного блока приведена на рис.7.

Удельные нагрузки на тонкослойные сооружения, отнесенные к пло-

щади, занятой тонкослойными элементами и с учетом показателей качества воды могут быть приняты согласно п. 9.50 [1]: для маломутных и цветных вод, обработанных коагулянтом 3-3,5, для воды средней мутности 3,6-4,5,

для мутных вод 4,6-5,5 м3/(м2 ч).

Расчетная скорость осаждения взвеси должна приниматься в соответ-

ствии с опытом эксплуатации сооружений, работающих в аналогичных усло-

виях. При отсутствии такого опыта, следует производить технологическое моделирование процессов хлопьеобразования и тонкослойного осаждения для определения требуемого значения U0 . В других случаях значение U0

определяют согласно п.9.60 [I].

35

Рис.7. Конструктивные параметры тонкослойных элементов в блоке: l0 , b0 , H0 – длина, ширина и высота тонкослойного элемента;

L , B , H – длина, ширина и высота тонкослойного сотоблока;

Значение произведения Kаг следует принимать равным 1,3.

Значение коэффициента Kк определяют по фактическим данным с учетом толщины материала для тонкослойных элементов. Предварительно рекомендуется принимать его равным 0,70-0,95 (большие значения - для тон-

ких пленочных материалов).

Полученные по расчету размеры тонкослойных элементов и тонко-

слойных сооружений в целом, а также значения удельных нагрузок надлежит проверить и скорректировать с учетом обеспечения минимального времени между выпусками осадка 6-8 ч.

Высоту зоны сбора осветленной воды рекомендуется принимать не ме-

нее 0,4-0,5 м.

В тонкослойных осветлителях для предотвращения образования зон

36

повышенной концентрации взвеси нижнюю кромку тонкослойных блоков располагают непосредственно над верхней отметкой осадкоприемных окон.

Возможна установка тонкослойных сотоблоков в зоне взвешенного осадка коридорных осветлителей, что обеспечивает равномерное распреде-

ление осветляемой воды и увеличивает коэффициент объемного использова-

ния этих сооружений до 0,9-0,92 (до реконструкции 0,65-0,7). Соответствен-

но качество осветленной воды улучшается в 1,5-1,8 раза при одновременном увеличении в 1,3-1,7 раза нагрузки на сооружения.

Тонкослойные элементы можно также использовать для обезвожива-

ния и уплотнения осадка. С этой целью тонкослойные модули устанавливают в осадкоуплотнителях осветлителей ниже осадкоприемных окон. Оборудова-

ние осадкоуплотнителей тонкослойными блоками создает хорошие гидроди-

намические условия для гравитационного уплотнения и обезвоживания осад-

ка, что позволяет увеличить период его накопления, уменьшить количество сбрасываемой с ним воды.

2.3. Осветлители – рециркуляторы

Для интенсификации процессов очистки воды в осветлителях со взве-

шенным осадком может быть использован метод рециркуляции осадка, пред-

ложенный СПбНИИ АКХ.

Работа традиционных сооружений первой ступени очистки (отстойни-

ков, осветлителей со взвешенным осадком) при очистке маломутных вод со средней или высокой цветностью недостаточно надежна и эффективна. В

первую очередь это обусловлено вялым протеканием процесса коагуляции из-за невысокой концентрации твердой фазы в исходной воде.

Наиболее рациональный путь повышения концентрации твердой фазы

– использование рециркуляции ранее образовавшегося в сооружениях осад-

ка, который при введении в очищаемую воду играет роль дополнительных центров хлопьеобразования. Эти центры смещают часть процесса коагуляции

37

от пространственного структурообразования к автокаталитической коагуля-

ции, сорбции и адгезии. В результате растут прочность и плотность вновь об-

разующихся хлопьев и, соответственно, их гидравлическая крупность.

Данные предпосылки легли в основу нового метода рециркуляции осадка, в котором для снижения степени диспергирования хлопьев рецирку-

ляцию осуществляют по «внутреннему контуру», т.е. без вывода основной части хлопьев из сооружения. Этот метод реализован в разработанных ЛНИИ АКХ конструкциях осветлителей-рециркуляторов (рис.8).

Подача исходной воды в секции (коридоры) осветления производится через эжекторы рециркуляторов. Наличие в осветлителях рециркуляторов значительно повышает надежность работы сооружений, снижает объемы сбрасываемого осадка и создает резерв по производительности (до 30-60%) и

качеству осветленной воды. За счет рециркуляции осадка одновременно су-

щественно повышается барьерная роль сооружений первой ступени очистки в отношении планктона, составляя (в зависимости от вида планктона) 90-

100%. Кроме того, рециркуляция осадка позволяет без ухудшения качества очистки воды утилизировать промывные воды фильтровальных сооружений путем их равномерного перекачивания из резервуара-усреднителя в головной узел водоочистной станции.

При проектировании и наладке осветлителей - рециркуляторов, следует пользоватъся рекомендациями [5,6].

38

Рис.8. Осветлитель - рециркулятор:

1 – распределительная труба; 2 – патрубок; 3 – сопло; 4 – рабочая камера со слоем взвешенного осадка; 5 – камера хлопьеобразования с направляющим аппаратом; 6 – смеситель; 7 – лоток; 8 – отвод осветленной воды из осадкоуплотнителя; 9 – осадкоуплотнитель; 10 – трубы для выпуска уплотненного осадка.

39

Список литературы

1. Свод правил 31.13330.2021. Водоснабжение. Наружные сети и со-

оружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*. – Введ. 2022- 01-28. - М.: Изд-во стандартов, 2021. - 155 с.

2.Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения)

/НИИ КВОВ АКХ им. К.Д. Памфилова. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

3.Современные технологии и оборудование для обработки воды на во-

доочистных станциях / Департамент жилищно-коммунального хозяйства Госстроя России; НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды. – М.:

Госстрой России, 1997.

4. Санитарные правила и нормы 2.1.3685-21 "Гигиенические нормати-

вы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для че-

ловека факторов среды обитания". – Постановление от 28.01.2021 г. N 2. –

949с.

5.Рекомендации по применению технологий очистки воды на осветли-

телях со взвешенным слоем рециркулируемого осадка / ЛНИИ АКХ. –

Л.,1985.

6. Регламент на проведение работ по наладке и эксплуатации осветлите-

лей-рециркуляторов / ЛНИИ АКХ. –Л., 1987.

40

Алексей Львович Васильев Эдуард Александрович Кюберис Екатерина Владимировна Воробьева Олег Викторович Кащенко Михаил Олегович Жакевич Светлана Вячеславовна Кулемина

ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД. ОСВЕТЛИТЕЛИ СО СЛОЕМ ВЗВЕШЕННОГО ОСАДКА.

КОНСТРУКЦИИ, ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта

для обучающихся по дисциплине «Очистка природных вод» направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Водоснабжение и водоотведение

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru