Камеры хлопьеобразования
Перегородчатая камера хлопьеобразования (применяют с горизонтальными отстойниками) представляет собой прямоугольный железобетонный резервуар с перегородками, образующими 9 . 11 коридоров шириной не менее 0,7 м, через которые последовательно проходит вода со скоростью 0,2 . 0,3 м/с в начале камеры и 0,05 . 0,1 м/с в конце за счет увеличения ширины коридоров. Подключая к работе то или иное число
коридоров, можно регулировать продолжительность пребывания обрабатываемой воды в камере в зависимости от ее качества. Дно коридоров камеры выполняют с продольным уклоном 0,02 . 0,03 для удаления осадка при чистке. Среднюю глубину камеры принимают 2 . 2,5 м, продолжительность пребывания воды в камере 20 .40 мин (минимальное время —для мутных вод, максимальное — для цветных с пониженной температурой).
В перегородчатых (одно- или двухэтажных) камерах, вплотную примыкающих к горизонтальным отстойникам, перемешивание воды достигается многократным изменением направления ее движения в вертикальной или горизонтальной плоскости. Перегородчатые камеры применяют на крупных водоочистных комплексах: с вертикальным движением воды до 60 тыс. м3/сут; с горизонтальным — при большей подаче.
Расчет камеры перегородчатого типа заключается в нахождении ее объема, размеров в плане, числа и ширины коридоров и общей потери напора в сооружении.
Вихревая камера хлопьеобразования (рис. 6.1, а), предложенная Е. Н.Тетеркиным, выполнена в виде железобетонного конического или пирамидального резервуара (с углом конусности 50 . 70°), обращенного вершиной вниз. Обычно ее встраивают в горизонтальный отстойник или располагают вплотную к нему. Принцип работы камеры заключается в том, что перемешивание воды происходит при ее движении снизу вверх вследствие значительного уменьшения скорости движения (от 0,7 . 1,2 до 0,004 . 0,005 м/с) в результате резкого увеличения площади поперечного сечения. Время пребывания воды в камере составляет от 6 (для мутных вод) до 12 мин (для цветных вод). Передачу воды из камеры в отстойник следует осуществлять при скорости ее движения в сборных лотках или трубах, а также в их отверстиях не более 0,05 м/с для цветных вод и 0,1 м/с — для мутных.
При устройстве желоба необходимо предусматривать треугольные водосливы или затопленные отверстия для равномерного сбора воды. В современных конструкциях вихревых камер хлопьеобразования предусматривают встраивание тонкослойных модулей, что повышает эффект хлопьеобразования и улучшает гидравлические условия их работы.
Камера хлопьеобразования зашламленного типа (рис. 6.1,б), предложенная И. М. Миркисом, с вертикальными перегородками применяется для вод с мутностью до 1500 мг/л. Ее размещают в начале коридора отстойника или вплотную с ним и выполняют в виде железобетонного пирамидального резервуара (с углом конусности порядка 45°). В основаниях перевернутых пирамид размещают напорные перфорированные водораспределительные трубы, расстояние между которыми в осях — 2 м, от стенки камеры— 1 и. Отверстия трубы диаметром не менее 25 мм направлены вниз под углом 45°, их суммарная площадь должна составлять 30 . 40% от площади сечения распределительной трубы. Скорость движения воды в распределительных трубах принимают 0,5 . 0,6 м/с. Для соблюдения постоянства скорости движения воды распределительные трубы рекомендуется выполнять телескопическими с косыми переходами.
При скорости восходящего потока 0,65 . 1,6 (для вод мутностью 50 . 250 мг/л) и 0,8 . 2,2 мм/с (для вод мутностью 250 . 1500 мг/л) образуется и поддерживается во взвешенном состоянии слой осадка высотой не менее 3 м, частицы которого являются центрами коагуляции. Время пребывания воды в камере не менее 20 мин. Применение камер хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка позволяет увеличить расчетную скорость осаждения взвеси в отстойниках при осветлении вод средней мутности на 15 .20% и для мутных вод— на 20%. Передача воды из камеры в отстойник осуществляется при скорости ее движения до 0,1 м/с для мутных вод и до 0,05 м/с — для цветных.
При расчете камеры первоначально определяют ее объем по времени пребывания воды и площадь ее верхней части по скорости восходящего движения. Затем находят габариты широкой и узкой частей камеры, вычисляют их объемы, складывают и проверяют фактическое время пребывания воды в ней.
Водоворотная камера хлопьеобразования (рис. 6.2,а) совмещается с вертикальным отстойником и располагается в центральном стакане. Вода подается в верхнюю часть камеры соплом, расположенным на расстоянии 0,2 диаметра камеры от стенки на глубине 0,5 м от поверхности воды, или соплами, закрепленными в ее центре в виде неподвижного сегнерова колеса. Выходя из сопел со скоростью 2 . 3 м/с, вода приобретает вращательное движение вдоль ее стенок и движется сверху вниз. Для гашения вращательного движения воды при ее переходе в отстойник, которое могло бы ухудшить его работу, в низу камеры устанавливают гаситель в виде крестообразной перегородки высотой 0,8 м с ячейками 0,5x0,5 м. Время пребывания воды в камере принимают 15 . 20 мин, а ее высоту 3,5 . 4 м.
Область применения водоворотных камер определяется применимостью вертикальных отстойников, т. е. качество обрабатываемой воды практически любое при суточной подаче до 5—8 тыс. м3.
При расчете водоворотных камер первоначально находят ее площадь по времени пребывания воды, а затем зная ее высоту, определяют диаметр.
Для интенсификации процесса хлопьеобразования при коагулировании примесей маломутных и цветных вод в свободном объеме А. Б. Гальберштадтом предложена гравийная камера с псевдоожиженной зернистой загрузкой, позволяющей в результате оптимизации параметров турбулентности потока увеличить число взаимных контактов первичных агрегатов и снизить кинетическую энергию их взаимодействия. Оптимальные условия протекания процесса хлопьеобразования создаются при использовании зернистой загрузки из антрацита (керамзита, песка и др.) с эквивалентным диаметром 0,6 . 0,9 мм и высотой слоя в статических условиях 0,3 . 0,5 м, работающей при расширении 10 . 15%, что соответствует восходящей скорости потока 2,6 . 4,0 мм/с. Первоначально контактный слой антрацита покоится на слое гравия крупностью 5 . 20 мм высотой 0,3 . 0,4 м.
Примерно аналогичная конструкция контактной камеры хлопьеобразования (без поддерживающего гравийного слоя) предложена М. Г. Журбой. Для создания псевдоожиженного слоя использованы вспененные гранулы полистирола марки ПСВ (ОСТ 6—05—202—83) крупностью 0,5 . 4,5 мм, удерживаемые в верхней части камеры дренажной сеткой. Первоначальная высота слоя гранул около 1 м. Восходящая скорость движения воды в камере 5 . 6 мм/с.
Применение на практике вышеописанных контактных камер хлопьеобразования позволяет увеличить в 3 . 4 раза нагрузку на единицу объема камеры, снизить на 20 . 25% расход коагулянта, уменьшить примерно в 1,5 раза продолжительность осветления воды в отстойниках.
Хорошо себя зарекомендовала на практике при обработке маломутных цветных вод камера хлопьеобразования зашламленного типа с рециркуляцией шлама, предложенная ЛНИИ АКХ им. К. Д. Памфилова (рис. 6.3). Обрабатываемая вода вводится в нижние части секций камеры со скоростью 1 м/с и поступает в центрально расположенные эжектируемые вставки, засасывая воду с осадком из объема секций. Таким образом, в каждой секции происходит непрерывное движение взвешенного осадка, обеспечивающее контактирование агрегативно неустойчивых примесей и их агрегацию. Постепенно обрабатываемая вода переходит из камеры в камеру и далее в отстойник. Время пребывания воды в камере 20 . 30 мин.
Скачать реферат