ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ материалов исследований по гидравлике трубчатых систем из "Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях " В отечественной практике применяют различные технологические схемы очистки природных врд. Выбор той или иной схемы зависит от качества воды в источнике, требований потребителей к очищенной воде, местных условий строительства и эксплуатации очистных сооружений. Остановимся кратко на некоторых технологических схемах очистки воды. [c.4] Технологическая схема осветления речной мутной воды (рис. 1) включает смеситель, хлопьеобразователь, горизонтальный отстойник и скорый фильтр. В течение года качество воды, особенно в реках, претерпевает значительные колебания по ряду определяющих показателей (температуре, pH, щелочности, цветности, окисляемости, мутности и др.), поэтому на очистных станциях пробную обработку воды реагентами и корректировку режима работы сооружений осуществляют постоянно. Режим обработки воды реагентами сначала определяют в лабораторных условиях, а затем уточняют в производственных условиях. [c.4] Для повышения э екта коагулирования содержащихся в воде взвешенных веществ применяют комбинированную обработку воды реагентами, т. е. одновременно с коагулянтом в воду дозируют различные активные добавки активированную кремнекислоту, полиакриламид и др. Вместо добавления реагентов можно применять аэрирование воды после смешения ее с коагулянтом. При таком методе образуется осадок более прочрой и плотной структуры, вследствие чего повьшается полезная пропускная способность отстойных сооружений. Кроме того, в этом случае снижается расход реагентов и повышается качество очищенной воды. При наличии в речной воде органических соединений (гуминовых веществ) Следует Предварительно обрабатывать ее хлором или каким-либо другим окислителем, например перманганатом калия. Во время паводка нередко приходится подщелачивать речную воду известью или содой для восполнения природной щелочности йе и стабилизации очищенной воды. [c.4] Вертикальные смесители и хлопьеобразователи с коническим днищем (вихревого типа) работают надежно и эффективно. Продолжительность пребывания воды в них принимают минимальной — соответственно 1—1,5 и 6—8 мин. [c.4] Глубокое осветление воды достигается на скорых фильтрах., В качестве загрузки фильтров чаще всего используют речной кварцевый песок крупностью 3 = 0,5ч-1,2 мм эквивалентный диаметр зерен песка э = 0,7- -0,8 мм, а коэффициент неоднородности к = 2,0ч-2,2. Высоту фильтрующего слоя загрузки /г принимают равной 700 мм, а скорость фильтрования воды у = 6 м/ч при нормальном и и = 7,5 м/ч при форсированном режимах работы фильтров. При использовании более крупных фракций кварцевого песка (до 0,9—1,8 мм) высоту фильтрующего слоя увеличивают до 1800— 2000 мм и скорость фильтрования воды — до 10—12 м/ч. [c.5] Повышение эффекта работы скорых фильтров может быть достигнуто также при двухпоточном режиме фильтрования воды., В этом случае принимают следующие расчетные параметры = 0,5 ч-4-1,8 мм, й а = 0,9 мм, к = 2,0ч-2,2, Л = 14504-1650 мм, о = 124-Ч-15 м/ч. Фильтрат отводится через средний дренаж, расположенный непосредственно в фильтрующем слое загрузки. Устройство среднего дренажа вносит существенные изменения в конструкцию фильтров и их внешних коммуникаций. Однако это вполне окупается повышением пропускной способности двухпоточных фильтров. [c.6] В отечественной практике нашли широкое распространение. двухслойные фильтры, разработанные ВНИИ ВОДГЕО, и двухпоточные фильтры, предложенные АКХ им. К. Д. Памфилова. [c.6] При очистке речных слабомутных вод применяют контактные осветлители (рис. 3), которые загружают неоднородным кварцевым песком крупностью 0,5—2,0 мм. Высота фильтрующего слоя принимается равной 2000 мм. Фильтрование воды производят снизу вверх со скоростью не более 5,5 м/ч. При увеличении скорости фильтрования свыше 5,5 м/ч происходит резкое снижение прозрачности осветленной воды вследствие нарушения равновесия зерен мелких фракций в поверхностном слое загрузки. Грязеемкость контактных осветлителей равна 10—16 кг/м , что в несколько раз превышает грязеемкость скорых фильтров. При фильтровании воды снизу вверх скоагулированные взвешенные вещества задерживаются во всей толще неоднородной загрузки. Эффект работы, контактных осветлителей повышается при промывке загрузки водой с предварительным или одновременным взрыхлением ее сжатым диспергированным воздухом. При взрыхлении загрузки сжатым воздухом возможно использование кварцевого песка более крупных фракций (0,6—4 мм) и увеличение высоты фильтрующего слоя загрузки до 2500—300() мм. Грязеемкость такой загрузки возрастает еще на 20—30%. В контактном осветлителе установлены две нижние трубчатые системы с коллекторами и боковыми дырчатыми отводами для распределения промывной воды и воздуха и одна верхняя трубчатая система (в таком же конструктивном оформлении) для отвода промывной воды. Верхняя система используется также для отвода осветленной воды и работает, как правило, в напорно-всасывающем режиме с отводом фильтрата в коллектор очищенной воды и промывной загрязненной воды в производственную канализацию. [c.7] Применение одноступенчатой схемы осветления воды ограничено вследствие резких колебаний мутности исходной воды, забираемой из поверхностных источников водоснабжения. Для того чтобы расширить область применения схемы с контактными осветлителями, целесообразно предусматривать включение в эту схему отстойника с встроенной камерой хлопьеобразования для срезки пиковых концентраций взвешенных веществ при большой мутности воды. Расчетное время движения воды в отстойнике достаточно принять равным 45 мин, а в хлопьеобразователе вихревого типа — 6 мин. Сравнительный анализ показал, что схема горизонтальный отстойник — контактные осветлители по общей полезной вместимости сооружений близка к схеме осветлители — скорые фильтры , но более экономична по расходу воды на собственные нужды, которые оказываются меньше в 2—3 раза в течение годового цикла эксплуатации водоочистных станций. [c.7] Схема обезжелезивания артезианской воды (рис. 4) включает контактную градирню и скорый фильтр с кварцевой активированной загрузкой. Выбор метода обезжелезивания воды в значительной мере зависит от формы соединений железа, присутствующих в воде. В артезианской воде железо чаще всего находится в ионной форме и хорошо окисляется кислородом воздуха. В этом случае целесообразно Предварительно аэрировать воду и затем фильтровать ее через зернистую загрузку. Процесс окисления железа заметно ускоряется. [c.7] В ТОНКОМ турбулентном, слое воды, обтекающем развитую поверхность какой-либо контактной насадки. Такие благоприятные условия создаются, в частности, в контактной градирне с насадкой из кусков шлака, кокса, пемзы, туфа и других заполнителей. Насадку укладывают в три — пять слоев высотой 300—400 мм каждый с просветом между ними не менее 600 мм. Расчетная нагрузка равна 15—20 м /ч на 1 м площади градирни. [c.8] Умягчение и обессоливание воды методом ионного обмена происходит в напорных аппаратах, оборудованных трубчатыми распределительными и сборными устройствами. [c.9] В схеме умягчения воды (рис. 5) основная нагрузка по катионам жесткости приходится на Ыа-катионитовые фильтры I ступени. [c.9] Приведенные выше схемы, естественно, не могут охватить всего разнообразия процессов очистки, применяемых в практике и обусловленных различием качества воды в источниках и требований к очищенной воде. Однако они наглядно иллюстрируют особенности перехода от осветления воды к глубокому обессоливанию ее. Необходимо иметь в виду, что выбор той или иной технологической схемы еще не обеспечивает в полной мере надежности и эффективности снабжения потребителей очищенной водой надлежащего качества и в достаточном ко 1ичестве. Весьма важное значение имеет также конструктивное оформление водоочистных сооружений. Ответственным элементом очистных сооружений являются сборно-распредели-тельные устройства. В современных водопроводных очистных сооружениях широкое применение получили напорные трубчатые системы, состоящие из коллекторов и дырчатых или щелевых труб. [c.10] Несмотря на большое разнообразие устройств для распределения и сбора воды в водопроводных очистных сооружениях можно выделить ряд характерных схем трубчатых распределителей и сборников большого и малого сопротивления, приведенных на рис. 7. Трубчатые системы чаще всего изготовляют из стальных труб и фасонных частей. За последние годы для изготовления этих систем начали применять. неметаллические материалы (винипласт, полиэтилен и др.). [c.10] В практике проектирования водоочистных сооружений и аппаратов применяют различные приемы расчета распределения и сбора воды одиночными дырчатыми трубами или более сложными трубчатыми перфорированными системами. В большинстве случаев эти приемы являются приближенными и применимы лишь для определенных конструкций трубчатых систем. При расчете дырчатых распределителей и сборников круглого сечения в основном задача сводится к определению общего изменения пьезометрического напора вдоль пути движения жидкости с изменяющимся расходом и потери напора при входе или выходе струй через отверстия в их стенке. [c.11] Формулы (2) и (4) также являются приближенными, поскольку при их выводе сделаны следующие допущения в сечении трубы вся масса жидкости движется с одной и той же скоростью отток струй из отверстий происходит непрерывно в направлении,- перпендикулярном оси потока. В действительности же скорость движения в сечении трубы неодинакова. Она максимальна по оси трубы и минимальна у ее стенок. Кроме того, вода выходит через отверстия в стенке трубы прерывчато в виде струй под некоторым углом, величина которого возрастает по мере снижения скорости потока. [c.12] Формула (9) позволяет определить потерю напора по длине дырчатой трубы в частном случае распределения воды, а именно при равномерном распределении расхода в виде струй, выходящих под углом 90° к оси движения потока, что наблюдается лишь при наличии отверстий в достаточно толстой стенке либо при Наличии цилиндрических насадок или ответвлений. [c.13] Вернуться к основной статье