10112

50

ипромышленного водоснабжения.

Всооружениях тонкослойного осветления осаждение взвеси происходит в наклонных элементах малой высоты. При этом обеспечиваются быстрое выделение взвеси и ее сползание по наклонной плоскости элементов в зоны хлопьеобразования и осадкоуплотнения.

Тонкослойные отстойные сооружения можно применять как при реконструкции действующих отстойников с целью интенсификации их работы, так и для вновь проектируемых водоочистных станций.

Настоящие рекомендации распространяются на сооружения с противоточным движением воды и осадка в тонкослойных элементах.

Требования к качеству и методам обработки воды, поступающей на сооружения с тонкослойными элементами, аналогичны требованиям для других типов отстойных сооружений. Производительность тонкослойных отстойников и осветлителей не ограничивается.

3.2.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ОТСТОЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Схема тонкослойного вертикального отстойника представлена на рис.9. Исходная вода, обработанная реагентами, поступает в расположенную в центральной части отстойника камеру хлопьеобразования и затем, после ее прохождения, вместе с образующимися хлопьями проходит последовательно распределительную зону и тонкослойные наклонные элементы. Осветленная вода через сборные желоба отводится из сооружения. Осадок из отстойника сбрасывается через систему удаления осадка. В тонкослойном горизонтальном отстойнике (рис.10) обработанная реагентами исходная вода поступает во встроенную камеру хлопьеобразования (любого из рекомендуемых действующими нормами типов).

52

рез систему удаления осадка. Тонкослойные элементы и блоки могут выполняться из мягких или полужестких полимерных пленок, соединенных в сотовую конструкцию, или из жестких листовых материалов в виде отдельных полок

(рис.11).

Размеры в плане отдельных блоков для удобства их монтажа и эксплуатации принимают 1x1-1,5x1,5 м с учетом фактических размеров сооружений. Высоту поперечного сечения тонкослойного ячеистого элемента рекомендуется принимать равной 0,03-0,05 м. Ячейки могут быть любой формы, исключающей накопление в них осадка.

Рекомендуемый угол наклона элементов 50-60° (меньшие значения - для более мутных вод, большие - для маломутных цветных). Длину тонкослойных элементов определяют специальным расчетом, она должна находиться в преде-

лах 0,9-1,5 м.

Установку отдельных блоков в отстойниках и осветлителях следует осуществлять с помощью специальных несущих конструкций, расположенных под или над ними, либо их креплением к элементам сборной системы (желобам, лоткам, трубам) и промежуточным стенкам сооружений. При этом могут быть использованы стальные или полимерные трубы, дерево, арматурная проволока, профилированные конструкции и т.д.

53

Рис.11. Конструктивные параметры тонкослойных элементов в блоке:

lo – длина тонкослойного элемента; bo – ширина тонкослойного элемента; Hо - высота тонкослойного элемента; H - высота тонкослойного сотоблока; L – длина тонкослойного сотоблока; В – ширина тонкослойного сотоблока.

Герметичность зазоров между отдельными блоками и внутренними стенками сооружений обеспечивается уплотнительными прокладками.

Сбор осветленной воды из тонкослойных сооружений осуществляют желобими с затопленными отверстиям или открытыми водосливами, например, треугольного профиля, расположенными на расстоянии не более 2 м один от другого.

3.2.3. РАСЧЕТ ТОНКОСЛОЙНЫХ ОТСТОЙНИКОВ Расчет технологических и конструктивных параметров сооружений от-

дельных тонкослойных элементов следует производить по зависимости:

54

K2 = ϕ Kф Kст , sinα cosα

где l0 - длина тонкослойного элемента, м;

Н0 - высота тонкослойного элемента, принимаемая 0,03-0,05м;

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;

β - коэффициент, учитывающий стесненное осаждение взвеси под тонкослойными элементами;

Kаг - коэффициент агломерации, учитывающий влияние осадка, выделяющегося из тонкослойных элементов, на интенсификацию хлопьеобразования;

Kст - коэффициент, учитывающий стеснение сечения потока в тонкослойном элементе сползающим осадком, принимается в среднем 0,7-0,8 (большие значения - для мутных вод, меньшие - для маломутных цветных вод);

Kои - коэффициент, учитывающий гидравлическое совершенство тонкослойного сооружения и степень его объемного использовании, принимае-

мый 0,6-0,75;

Kк - конструктивный коэффициент, равный отношению фактической открытой для движения воды площади тонкослойных элементов к общей площади зеркала воды отстойного сооружения;

α - угол наклона тонкослойных элементов к горизонту, град;

Kф - коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения тонкослойных 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.

ϕ - коэффициент, учитывающий влияние гидродинамических условий

55

потока в тонкослойных элементах, определяется по данным табл.1, в к оторой b0 - ширина, Н0 - высота тонкослойного элемента.

Удельная нагрузка на тонкослойные сооружения, отнесенная к площади, 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 м3(ч м2), средней мутности 3,6-4,5 м3(ч м2), для мутных вод 4,6-5,5 м3(ч м2).

Расчетная скорость осаждения взвеси должна приниматься в соответствии с опытом эксплуатации сооружений, работающих в аналогичных условиях. При отсутствии такого опыта следует производить технологическое моделирование процессов хлопьеобразования и тонкослойного осаждения с целью определениям требуемого значения u0 . При невозможности указанного, значение u0 определяют согласно табл. 11 [1].

Значение произведения β Kаг следует принимать равным 1,15-1,3 (большие значения - для тонкослойного осветлителя, меньшие - для тонкослойного вертикального отстойника).

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 тонких пленочных материалов).

Полученные по расчету размеры тонкослойных элементов и тонкослойных сооружений в целом, а также значения удельных нагрузок надлежит проверить и скорректировать с учетом минимального времени между выпусками осадка 6-8 ч. При этом высоту защитной зоны для вертикального отстойника следует принимать равной 1,5 м, для горизонтального -1 м.

56

Высоту зоны сбора осветленной воды рекомендуется принимать не менее 0,4-0,5 м.

4. ОСВЕТЛИТЕЛИ ПРИРОДНЫХ ВОД Осветлители широко распространены на городских, промышленных и

теплоэнергетических водоочистных комплексах, для осветления, обесцвечивания, умягчения, обесфторирования, обескремнивания и обезжелезивания воды. Осветлители со взвешенным осадком, применяемые как сооружения первой ступени водоподготовки, могут успешно работать только при условии предварительной обработки примесей воды коагулянтом или флокулянтом, при этом обеспечивают более высокий эффект осветления воды и имеют более высокую производительность, чем отстойники. Однако, конструкция осветлителей с взвешенным осадком и их эксплуатация более сложны.

Достоинства осветлителей обусловлены наличием слоя взвешенного осадка (контактной среды) оказывающего существенное влияние на процессы, происходящие во время водоподготовки:

•имеет большую развитую поверхность образующих ее частиц, оказывая благоприятное действие на процессы коагулирования, сорбции, адгезии продуктов процесса водообработки;

•способствует более равномерному распределению обрабатываемой воды по сечению осветлителей и оказывает позитивное влияние на гидравлический режим и параметры потока (гасится его турбулентность, увеличивается коэффициент объемного использования и т.д.);

• резко улучшает гидравлическую характеристику взвеси; скорость ее осаждения возрастает в 2-3 раза по сравнению со скоростью осаждения в отстойнике за счет увеличения размеров хлопьев и их плотности;

• значительно повышает эффект очистки воды (снижает остаточное содержание извлекаемых из воды примесей) за счет более полного использования применяемых реагентов и свойств контактной среды.

Недостатки осветлителей со взвешенным осадком следующие:

57

•применение реагентов обязательно;

•высокая чувствительность к перегрузкам и изменениям температу-

ры;

•сложность конструкции сооружений;

•эксплуатация требует высокой культуры обслуживания.

4.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОСОБЕННОСТИ ПРИВЯЗКИ При реагентном методе очистки природной воды схему "осветлители со

взвешенным осадком - скорые фильтры" следует предусматривать для станций производительностью более 5000 м3/сут, при мутности исходной воды от 50 до 1500 мг/л и цветности до 120 град. Кроме этого, осветлители можно использовать для частичного осветления воды.

Для нормальной работы осветлителей необходимо обеспечить равномерную подачу воды на сооружения или постепенное изменение расхода в пределах не более ±15% в 1 ч и колебания температуры воды не более ±1°С в 1 ч [1]. Спонтанные колебания расхода воды вызывают размыв взвешенного слоя и вынос хлопьев в зону осветления. Колебания температуры воды, в особенности поступление более теплой, чем находящаяся в осветлителе, влечет за собой возникновение конвективных токов, приводящих к нарушению взвешенного слоя и замутнению осветленной воды.

При предварительном выборе состава сооружений и наличии альтернативных решений следует учитывать особенности данной схемы. В частности, при повышенном содержании в обрабатываемой воде железа, марганца целесообразно применять осветлители, так как наличие взвешенного слоя осадка является хорошим катализатором процессов и эффект очистки значительно повышается.

Расчет осветлителей со взвешенным осадком следует производить в соответствии с п.п.9.62-9.73 [1], приняв за основу типовой проект (далее ТП) станции очистки природной воды в осветлителях со взвешенным осадком, близкой по производительности. Изучение ТП при выполнении проекта является насто-

58

ятельно рекомендуемым.

При необходимости изменения производительности сооружений первой ступени при привязке ТП, это может быть осуществлено следующими способами:

•путем увеличения или сокращения числа сооружений;

•за счет изменения некоторых конструктивных размеров. Изменение при привязке количества сооружений I и II ступеней очистки

может быть использовано при сохранении производительности станции в тех случаях, когда требуется увеличение или уменьшение расчетных скоростей.

При определении количества осветлителей рекомендуется принимать длину коридоров, заложенную в типовых проектах, так как она непосредственно влияет на ширину здания, которая, в свою очередь, связана с размерами несущих конструкций перекрытий, выпускаемых промышленностью. Изменение же длины зала осветлителей и фильтров, определяемой шириной коридоров, количеством осветлителей и фильтров и их компоновкой, не представляет значительной сложности в силу применения в проектировании стандартного шага сетки колонн здания.

4.2. КОНСТРУКЦИИ ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ, ИХ УСТРОЙСТВО И РАБОТА Осветлители проектируются круглой, квадратной или прямоугольной формы в плане, с площадью, не превышающей, как правило, 120-150 м2. Вы-

полняются из сборного или монолитного железобетона или металла. Наибольшее применение в типовом проектировании получили осветлители

коридорного типа с вертикальными осадкоуплотнителями (рис.1).