Усереднення.

Виробничі стічні води надходять у водовідводню мережу нерівномірно: мають місце добові, змінні і годинні коливання припливу, а також періодичні залпові викиди, не вважаючи аварійних при технологічних неполадках. Непостійна також і концентрація забруднень.

Нерівномірність витрати стічних вод:

· викликає необхідність пристрою водовідводніх мереж із труб і каналів підвищеного перетину;

· вимагає прийомних резервуарів насосних станцій завищених розмірів, а насосних агрегатів більш могутніх;

· погіршує умови роботи очисних споруджень.

 

Коливання концентрацій забруднень у стічних водах також позначаються на усталеній роботі основних споруджень по очищенню. При хімічному очищенні такі коливання викликають необхідність точного дозування реагентів і вимагають пристрою досить складного реагентного господарства. Різке збільшення змісту токсичних речовин у воді може викликати порушення в роботі споруджень біологічного очищення і навіть цілком вивести їх з ладу.

Перераховані проблеми свідчать про необхідність усереднення стічних вод. Усереднення може здійснюватися по витраті, концентраціям, або одночасно по витраті і концентраціям шляхом пристрою спеціальних резервуарів - усереджувачів. Основою при розрахунку усереджувачів є визначення їхнього обсягу. Це визначення проводиться на основі інформації про характер коливань параметрів стічних вод, що надходять, (концентрацій і витрати) і вимог на припустимі коливання параметрів на виході з усереджувача. Ці вимоги встановлюються на основі максимально припустимих концентрацій і витрат, призначуваних у залежності від типу наступних очисних споруджень.

По конструкції розрізняють усереджувачі барботажні, з механічним перемішуванням і богатоканальні.

5

Тип усереджувача вибирається в залежності від характеру і кількості нерозчинених компонентів забруднень, а також динаміки надходження стічних вод. При гасінні залпових скидань переважніше конструкції богатоканальних усереджувачів, при довільних коливаннях - практично рівноцінні будь-які типи усереджувачів. У таких випадках вибір конструкції усереджувача виробляється по кількості нерозчинних домішок у стічних водах, що надходять. Усереджувач барботажного типу (мал.6) застосовується для усереднення стічних вод зі змістом зважених речовин до 500мг/л і гідравлічної дрібностю до 10 мм/с. Для рівномірного розподілу стічних вод по площі усереджувач обладнаний системою лотків, що подають, з водозливними вікнами. Кожен розподільний лоток крім того обладнаний двома шиберами: на вході і на виході. Шибер на вході в розподільний лоток призначений для регулювання витрати між лотками, на виході з лотка - забезпечення його періодичного промивання.

 

	А-А

План

 

Рис.6. Барботажний усереджувач.

 

 

Лоток стічної рідини, що подає;

Випускні вікна;

Трубопровід подачі стиснутого повітря;

Барботер;

Телескопічний пристрій для рівномірного відводу стічної рідини;

Трубопровід відводу стічної рідини.

2-2

1-1

 

 

Рис.7. Богатоканальний усереджувач.

Прийомна камера;

Розподільний лоток;

Донний випуск;

Бічний водозлив із шибером;

Канали;

Система гідрозмиву;

Трубопровід видалення осаду;

Збірна камера усереднених стоків;

Ємність, що акумулює;

Водозлив.

 

Усереджувач постачений барботерами, у якості яких використовуються перфоровані труби з отворами діаметром 3 мм. Отвори розташовуються в нижній частині труби в один чи два ряди під кутом 45⁰ до вертикальної осі. Труби укладаються горизонтально уздовж резервуара усереджувача на підставках висотою 6-10 див. Барботери підрозділяються на пристінні, що створюють один циркуляційний потік і проміжні , що створюютьдва циркуляційних потоки . Оптимальна відстань між барботерами приймається (2...3)Н, між стінкою і барботером (1...1,5)Н, де Н- глибина занурення барботера. Якщо за усереджувачем повинний забезпечуватися постійна витрата, усереджувач обладнається телескопічним пристроєм, що дозволяє зберігати постійний напір на випускному отворі незалежно від рівня стічних вод.

Перспективним типом усереджувача є богатоканальний усереджувач, розроблений у ВНИИ Водгео. Такі усереджувачі застосовуються при змісті зважених речовин не більш 500мг/л, з гідравлічної дрібностю до 5 мм/сек. Конструкція усереджувача приведена на мал.7. Стічна вода надходить у прийомну камеру, обладнану напівзаглибною дошкою для зниження хвильових коливань на поверхні. З розподільної камери стічні води надходять у розподільний лоток. При перевищенні витрати стічних вод над середнім надлишкова кількість води через водозлив переливається в ємність, що акумулює. Усереднення коливань концентрацій забруднень у стічних водах досягається за рахунок різного часу їхнього перебування в кожнім каналі через різну ширину. У годинник мінімального припливу стічні води з ємності, що акумулює, перекачуються в прийомну камеру. Осад, що випадає в коридорах усереджувача, системою гідрозмиву подається в приямки для осаду, відкіля віддаляється за допомогою гідроелеватора.

Усереджувачі з механічним перемішуванням застосовуються при змісті зважених речовин у стічних водах більш 500мг/л з будь-який гідравлічний дрібностю. В даний час теоретично й експериментально конструкції такого типу усереджувачів досить повно не відпрацьовані. Найбільше поширення одержала конструкція усереджувача на базі радіального відстійника. Усереджувач обладнаний обертовим мостом з механічними мішалками і шкребками для згрібання осаду.

Обсяг усереджувача барботажного типу і з механічним перемішуванням для усереднення концентрацій при залпових скиданнях визначається по формулах:

W_Z = ; при до 5 ;

W_Z = 1,3; при = 5 і більш.

- витрата стічних вод м³/година;

- тривалість залпового скидання, година;

- необхідний коефіцієнт усереднення.

;

C_max - максимальна концентрація забруднень у залповому скиданні стічних вод;

C_mid - середня концентрація забруднень у стічних водах;

C_adm - припустима за умовами роботи наступних споруджень концентрація забруднень.

Обсяг богатоканальних усереджувачів при залпових скиданнях розраховується по формулі:

W_av = ;

Обсяг усереджувачів при циклічних коливаннях концентрацій визначається:

; при <5 ;

; при 5 .

- період циклу коливань, година.

При довільних коливаннях обсяг усереджувача визначається покроковим розрахунком. При цьому обсяг усереджувача обчислюється по формулі:

;

- тимчасовий крок розрахунку, прийнятий не більш години;

- збільшення концентрації на виході усереджувача за поточний крок розрахунку.

Розрахунок починають виконувати з несприятливих ділянок графіка погодинних коливань при орієнтовно прийнятому обсязі усереджувача. При розрахунку визначають С_EX. Якщо ці значення перевищують максимально припустиму по технологічних вимогах величину, то розрахунок повторюють при збільшеному значенні обсягу усереджувача.

Розрахунок усереджувача витрат здійснюється виходячи з наступних принципів. Спочатку визначають у першому наближенні ємність усереджувача з умов рівномірного відведення стічних вод. Потім, задаючи коефіцієнтом нерівномірності стічних вод після усереднення і способом їхнього відведення(через чи водозлив по трубопроводу), визначають глибину усереджувача і його площа. Покроковим розрахунком перевіряють коливання витрати після усереднення. Якщо коефіцієнт нерівномірності перевищує задане значення після усереднення, зменшують величину коливання рівня стічних вод в усереджувачі (при цьому збільшується площа усереджувача) і знову покроковим розрахунком визначають витрати на виході з усереджувача.

Для регулювання витрат стічних вод допускається пристрій регулюючих резервуарів. Принцип роботи регулюючого резервуара заснований на тім, що при витраті, що перевищує визначене значення, надлишкову кількість стічних вод за допомогою розділової камери переливаючи через водозлив, надходить у регулюючий резервуар.

Конструкція регулюючого резервуара приймається аналогічної конструкції первинного відстійника, обладнаного системою видалення осаду. Регулюючий резервуар спорожняється на очисні спорудження в годинник мінімального припливу. Очевидно, що регулювання зменшує коефіцієнт нерівномірності надходження стічних вод, що задається з техніко-економічних чи технологічних розумінь.

;

- загальний коефіцієнт нерівномірності надходження стічних вод;

- коефіцієнт нерівномірності після регулювання.

З формули: можна визначити обсяг регулюючого резервуара, користаючись таблицею 1, де q_mid - среднегодинна витрата.

Таблиця 1.

 

		0,95	0,9	0,85	0,8	0,75	0,67	0,65
		0,24	0,5	0,9	1,5	2,15	3,3	4,4

 

При розрахунку усереджувачів необхідно враховувати наступне. Для усереджувачів барботажного типу максимальна величина швидкості проточного плину стічної рідини не повинна перевищувати 2,5 мм/с. Тоді довжина усереджувача приймається:

; де

t_min - час перебування стічних вод при максимальній витраті.

Довжина усереджувача, з метою забезпечення рівномірного розподілу стічних вод і повітря не повинна перевищувати 24м. Ширина усереджувача приймається не більш 12м, глибина 3-6м.

Як барботери в усереджувача використовуються перфоровані труби з отворами діаметром 3мм. Отвору розташовують у нижній частині труби в один чи два ряди під кутом 45⁰С к вертикальної осі з кроком 8-16мм. Барботери підрозділяються на пристінні, що створюють один циркуляційний потік і проміжні, що створюють два циркуляційних потоки.

Інтенсивність барбатування для пристінних барботерів приймається 6 м³/пог.м.година, проміжних - 12 м³/пог.м.година.

Якщо потрібно запобігти випадання зважених речовин в усереджувачі, інтенсивність барботування обчислюється по формулі:

; де

- донна швидкість, м/с;

Н – глибина усереджувача.

;

U₀ – гідравлічна дрібність суспензій, мм/з;

k - коефіцієнт пропорційності, рівний для пластівчастих часток 5-6, структурованих 10-12.

Інтенсивність барботування в цьому випадку можна також приймати: для пристінних до 12 м³/пог.м.година, для проміжних до 24 м³/пог.м.година.

Оптимальна відстань між барботерами варто вважати (2-3)Н, де Н - глибина занурення барботера. У теж час відстань між барботерами з метою недопущення утворення застійних зон не повинне перевищувати .

Для багатоканальних усереджувачів обсяг ємності, що акумулює, Wreg вироблятися точно також як і регулюючих резервуарів (див. вище), обсяг каналів усереджувача W_CS - як для усереджувача концентрацій у залежності від графіка надходження концентрацій забруднень. Визначення ширини кожного каналу виробляється по формулі після призначення основних розмірів усереджувача В. Н. L :

;

- порядковий номер каналу;

- число каналів, що приймається не менш 3.

Ширина каналу повинна бути в межах 1-6м, глибина не більш 3,0м.

Витрата стічних вод у кожнім каналі:

;

При цьому з метою створення найкращого гідродинамічного режиму роботи кожного каналу швидкість бігу води в каналі бажана не менш 7 мм/с.

 

ЛЕКЦІЯ 5