5. НАПОРНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СМЫВА ОСАДКА В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ОТСТОЙНИКАХ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

5.1. Система предназначена для удаления осадка из горизонтальных отстойников открытого и закрытого типов после отключения отстойников с помощью напорных струй воды без применения ручного труда.

5.2. Гидросмыв наиболее целесообразно применять при наличии малоподвижных осадков, образующихся в условиях очистки мутных вод и характеризующихся содержанием взвеси не более 1500 мг/л.

5.3. Высота слоя осадка в отстойнике должна быть не более 1-1,5 м.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ

5.4. Система (черт. 17) включает в себя устройства для подачи воды и отвода размытого осадка.

Подача воды производится с помощью насоса, коллекторов, разводящих труб и специальных насадок. Отвод воды с осадком осуществляется с помощью лотков, устроенных в днище отстойника, и далее по трубам в приемный резервуар сооружений по обработке промывных вод и осадков.

Черт. 17. Система гидравлического смыва осадка
в горизонтальных отстойниках

1 - насос для подачи воды; 2 - подводящие трубы; 3 - коллектор; 4 - разводящие трубы; 5 - патрубки с насадками; 6 - лотки

5.5. Для смыва осадка надлежит использовать сырую воду или воду из верхней части отстойника, сбрасываемую перед его очисткой в специальный запасной резервуар.

5.6. Управление системой осуществляют с помощью задвижек, установленных на напорном и всасывающем трубопроводах насоса.

Перед пуском системы в работу закрывают задвижку на трубопроводе, подающем обрабатываемую воду в отстойник, открывают задвижку на канализационном трубопроводе и производят опорожнение отстойника примерно на 2/3 его высоты. Затем открывают задвижку на напорном трубопроводе, подающем воду в систему удаления осадка, и включают насос. При этом осадок, накопившийся в отстойнике, взмучивается, происходят его смыв и удаление одновременно с опорожнением отстойника.

Выключение системы производят через 3-5 мин после полного опорожнения отстойника. Ориентировочно время удаления осадка составляет 30-40 мин.

5.7. Коллектор напорной системы следует размещать при длине отстойника, м:

40-45 - в начале разводящих труб;

60 - в средней его части с симметричным (по отношению к коллектору) расположением разводящих труб;

90 - в средней части отстойника надлежит устраивать два коллектора, при этом отстойник делится на две симметричные секции и в каждый коллектор подается вода от насоса по отдельной трубе.

5.8. Разводящие трубы следует укладывать по дну отстойника. При ширине отстойника до 4,5 м необходимы две нитки труб, прокладываемых вдоль стен отстойника. Лоток для сбора осадка и промывной воды размещают в этом случае по оси отстойника.

При ширине отстойника, равной 6 м, устанавливают три ряда разводящих труб, один из которых размещают по оси отстойника (в этом случае в отстойнике устраивают два отводящих лотка посредине между разводящими трубами).

5.9. Разводящие стальные трубы следует выполнять с переменным (телескопическим) сечением, что увеличивает равномерность распределения воды и позволяет снизить расход металла. Переход с одного диаметра труб на другой надлежит предусматривать посредине длины участка. Для предотвращения заиления пространство под трубами заливают бетоном (марки не ниже 200) и устраивают откосы.

5.10. На каждой разводящей трубе (на трубах, лежащих у стен, - с одной стороны, на центральных - с обеих сторон) вваривают стальные патрубки диаметром 32 мм под углом 45° к оси отстойника по ходу движения осадка при смыве. Патрубки имеют резьбу, на которую наворачивают соединительные части (типа футорки). В соединительные части ввинчивают и закрепляют (с помощью контргаек) бронзовые насадки длиной 50-60 мм, наружным диаметром 16-18 мм и внутренним - 10 мм. Входные и выходные кромки насадки скругляют.

Расстояния между патрубками с насадками - 1м, а на последней четверти длины труб - 1,5 м.

5.11. Насадки на разводящих трубах, находящихся у противоположных стен отстойника и в центре, должны быть расположены в шахматном порядке, чтобы факелы соседних и противоположных струй сливались и частично пересекались. На трубах в конце отстойника наваривают стальные заглушки.

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ СМЫВА ОСАДКА

5.12. Расчет системы смыва осадка производят, исходя из получения в расчетном сечении отстойника размывающей скорости струи n_с = 0,5-0,8 м/с (в зависимости от плотности и прочности осадка).

5.13. Скорость осевой компактной струи n_с, м/с, в пределах основного потока для затопленной симметричной струи определяют, исходя из соотношения

, (10)

где s - экспериментальная константа, равная 0,075;

l - расстояние от насадки до расчетного сечения (в данном случае - до приемной канализационной трубы или лотка), м;

r_o - радиус отверстия насадки, м;

n_o - начальная скорость струи на выходе из насадки, м/с.

Внутренний радиус насадки r_o принимается равным 0,005 м; расстояния от насадки до расчетного сечения l, м, равны:

для отстойников шириной 4,5 м - 2,25

« « 6,0 м - 1,50

Тогда из формулы (10) начальная скорость на выходе из насадки будет: при l = 2,25 м n_o = 35,5 n_c м/с; при l = 1,50 м n_o = 23,7 n_c м/с.

5.14. Расход q_н, м³/с, через насадку определяется по формуле

q_н = w n_о , (11)

где w - площадь сечения отверстия насадки, м².

Для принятого диаметра насадки 10 мм получим w = 78,5 × 10^{-6 м2}, тогда q_н = 78,5 × 10^-6 n_о, м³/с.

5.15. Напор h_н, м, необходимый для получения начальной скорости, определяется по формуле

, (12)

где m - коэффициент расхода, принимаемый равным 0,59-0,64;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

h_r - рабочая высота столба воды в отстойнике при промывке, м.

5.16. Расчетные расходы воды для каждого участка разводящих труб определяют в зависимости от числа насадок на нем и расхода воды, проходящего через одну насадку.

5.17. Диаметр труб и скорость движения воды в них определяют по вычисленным значениям расходов. При этом скорость движения воды в трубах не должна превышать 1,5 м/с.

Проверку расчетных и конструктивно принятых параметров следует производить по формуле

, (13)

где L_кр - критическая длина дырчатой трубы, при которой потеря напора полностью компенсируется восстановлением скоростного напора, м;

l - коэффициент сопротивления трению по длине, равный для стальных труб 0,03-0,02;

d - диаметр дырчатой трубы, м;

n - число отверстий (насадок).

Для упрощения расчетов критическую длину дырчатой трубы L_кр по формуле (13) допускается определять для суженной ее части.

5.18. Диаметры коллекторов и подводящей трубы следует определять исходя из приходящихся на них расходов воды и скорости ее движения, принимаемой 0,8-1,2 м/с.

Напор промывного насоса h, м, надлежит определять по формуле

h = h_н + 1,1 h_l , (14)

где h_н - напор у насадки, определяемый по формуле ( 12),

h_l - сумма потерь напора на отдельных участках труб, м.

5.19. Расчетные параметры системы гидравлического удаления осадка в зависимости от размеров наиболее часто применяемых отстойников приведены в табл. 8.

Таблица 8

Окончание табл. 8

П р и м е ч а н и я: 1. В гр. 6 и 7 над чертой указаны диаметры телескопических напорных труб на начальном, под чертой - на конечном участках.

2. В гр. 8 над чертой первая цифра - число боковых труб, вторая - число насадок на них, под чертой первая цифра - число центральных труб, вторая - число насадок на них.

3. Основные параметры системы указаны ориентировочно. В каждом конкретном случае следует производить расчет системы и выбор насосов исходя из местных условий.

5.20. Система удаления воды и осадка должна быть рассчитана на пропуск воды, сбрасываемой из отстойника и подаваемой насосами.