ВЕРНУТЬСЯ

НА ГЛАВНУЮ

ДАЛЕЕ



Раздел второй. ВОДОЗАБОРЫ И ВОДОВОДЫ

ГЛАВА 10. Отстойные бассейны (отстойники)


10.2. Устройство отстойников

        По направлению движения воды отстойники разделяют на горизонтальные и вертикальные.
        Горизонтальные отстойники в свою очередь различают:
  • по количеству камер в отстойнике: однокамерные, двухкамерные и многокамерные;
  • по характеру работы: непрерывного и периодического действия (когда камеры отстойного бассейна периодически приходится выключать из работы для их очистки от отложившихся наносов);
  • по способу удаления отложившихся наносов: с гидравлическим промывом; с механической очисткой (при помощи землесосов и т. п.).
Имеется много конструкций отстойников, в которых перечисленные выше признаки сочетаются различным образом.
        Приведем несколько схем установки горизонтальных отстойников с периодическим промывом. Однокамерный отстойник, соединенный с каналом последовательно (рис. 10.1). В этом случае во время очистки отстойника 2 от наносов канал 1 приходится выключать из работы. Промыв отложившихся в отстойнике наносов осуществляют через галерею 4.


Рис. 10.1. Однокамерный отстойник с периодическим промывом, соединенный с каналом последовательно.
1 - подводящий канал; 2 - отстойный бассейн; 3 - отводящий канал (от отстойника); 4 - промывная галерея (пульповод).

        Однокамерный отстойник, соединенный с каналом параллельно (рис. 10.2). Здесь во время промывки отложившихся в отстойнике наносов вода из подводящего канала 1 подается в отводящий канал 6 по специально устроенному обводному каналу 4 (в обход отстойной камеры), причем во время промывки отстойника в канал 6 подается неочищенная вода.


Рис. 10.2. План однокамерного отстойника с периодическим промывом, соединенного с каналом параллельно.
1 - подводящий канал; 2 - затворы; 3 - отстойный бассейн; 4 - обводный канал; 5 - промывная галерея; 6 - отводящий канал; 7 - река.

        Двухкамерный отстойник, соединенный с каналом последовательно (рис. 10.3). В этом случае, когда одна камера выключается из работы для промыва наносов, другая работает, очищая поток от наносов.


Рис. 10.3. Двухкамерный отстойник с периодическим промывом (промывные галереи не показаны).
1 - подводящий канал; 2 - аванкамера; 3 - затворы; 4 - первая камера; 5 - раздельная стенка; 6 - вторая камера; 7 - отводящий канал.

        Тот или другой тип отстойника и его размеры выбирают с учетом режима реки и требований к степени очистки воды от наносов, а также с учетом экономических соображений, сопоставляя в экономическом отношении различные варианты отстойника. Вообще следует иметь в виду, что расчеты отстойников разработаны еще недостаточно и в настоящее время трудно сказать, какой из приводимых в специальной литературе методов расчета более рационален. Некоторые авторы рекомендуют основные размеры горизонтального отстойника - его длину S и глубину воды h в начале отстойника (еще не заполненного наносами) - связывать следующим соотношением:

,
(10.4)

где гидравлическая крупность для частиц заданного размера принимается равной (в см/с), например (при и плотности материала частиц ):
для фракций крупности

Что касается скорости и движения воды в отстойной камере еще не заполненной наносами, то часто такую скорость принимают (при осаждении фракций крупностью )

(10.5)

Глубину воды в начале отстойника находят по формуле

,
(10.6)

где - рабочий расход воды, подаваемый из отстойника в отводящий канал (величина заданная); B - сумма ширин работающих отстойных камер; v - средняя скорость в начальном сечении отстойника.
        Как видно, задаваясь различными B, будем получать различные h; чем больше будет задана величина B, тем меньше буде получаться h. Согласно соотношению 10.5, в некоторых пределах можно изменять и скорость движения воды в отстойнике. Очевидно при заданном h, принимая большую скорость v, будем получать более длинные и более узкие отстойники.
        Задаваясь различными сочетаниями v, B, h, удовлетворяющими условию

(10.7)

будем получать различные варианты отстойника. Строго говоря, эти варианты должны сопоставляться в экономическом отношении.
        Вертикальные отстойники занимают меньше места и эффективнее горизонтальных. Существует несколько разновидностей вертикальных отстойников; ниже будет дано описание простейшего вида. Вертикальный отстойник (рис. 10.4) представляет собой железобетонный круглый бак диаметром D и высотой H, открытый сверху, с коническим дном, зарытый в землю. Внутри отстойника укреплен бак диаметром d, примерно в 3 - 4 раза меньше диаметра D. Внутренний бак не имеет дна и также открыт сверху, а стенки его поднимают несколько выше стенок сливного желоба большого наружного бака. Вода для отстоя поступает во внутренний бак по горизонтальной трубе и, выходя из нижнего среза, поступает в наружный бак, двигаясь вверх, а наносы при этом падают вниз.


Рис. 10.4. Вертикальный отстойник.
1 - внутренний бак; 2 - наружный бак; 3 - подводящая труба; 4 - успокоитель; 5 - отводящая труба чистой воды; 6 - грязеспуск.

        Очищенная вода, переливаясь через стенку наружного бака в кольцевой желоб, попадает в отводящую трубу. Вертикальный отстойник работает по принципу противотока, что весьма эффективно. Осаждающаяся взвесь заполняет воронку дна наружного бака, откуда ее удаляют через промывную трубу по мере надобности. Вертикальные отстойники строят для освобождения воды от мелких наносов и в основном применяют в системах водоснабжения.
        В некоторых случаях для ускорения осаждения взвеси в отстойниках, а также для осаждения коллоидных частиц, которые 8 обычных отстойниках не могут осадиться, применяют коагулирование. Коагулирование - это искусственный процесс, вызывающий слипание взвешенных и коллоидных частиц взвеси в виде ясно видимых хлопьев, которые выпадают как осадок, увлекая с собой взвесь. Для осуществления коагулирования в воду вводят так называемые коагулянты, чаще всего сернокислый алюминий .
        При растворении в воде сернокислый алюминий вступает во взаимодействие с солями кальция и магния (гидрокарбонатами) и образует гидроокись алюминия

(10.8)

Частицы гидроокиси алюминия обволакивают взвешенные в воде частицы и в виде хлопьев, напоминающих по виду куски ваты в воде, осаждаются на дно.
        Если в вертикальном отстойнике применяют коагулянт, то его подводят вместе с сырой водой во внутренний бак через двойное вращающееся сопло, устроенное подобно Сегнерову колесу. Благодаря такому устройству во внутреннем баке получается винтообразное течение, способствующее смешению коагулянта с водой. В нижнем срезе внутреннего бака устанавливают гасители (перегородки) для ликвидации вращательного движения воды.


ВЕРНУТЬСЯ

НА ГЛАВНУЮ

В НАЧАЛО

ДАЛЕЕ