Сооружения механической очистки сточных вод. Радиальные отстойники

Радиальные отстойники представляют собой круглые в плане сооружения диаметром 16—40 и в некоторых случаях до 60 м. Глубина отстойника рекомендуется в размере от 1/6 до 1/10 диаметра.

Расчет радиальных отстойников может быть выполнен по нагрузке сточных вод на поверхность воды в отстойниках по формуле

Диаметр отстойника определяется по формуле

При варианте расчета с принятием наименьшей скорости осаждения взвесей U0 (см. табл. 43) для данного отстойника формулы (104, 105), приобретут вид:

При этом глубина отстойника в обоих вариантах расчета должна приниматься с учетом отношения диаметра к глубине у периферийного лотка в пределах 6-10.

Эффект осветления сточных вод в радиальных отстойниках составляет до 60%.

Вертикальный отстойник представляет собой круглый в плане, реже квадратный, резервуар диаметром до 10,0 м из условия, по которому диаметр отстойника не должен превышать его рабочую глубину более чем в 3 раза, с коническим или пирамидальным днищем.

Расчет вертикальных отстойников можно выполнить двумя методами.

Первый метод расчета основан на схеме прямоточного распределения струй

где wцтр —площадь живого сечения центральной трубы, м2;

Vц.тр — нисходящая скорость сточных вод в центральной трубе, принимаемая не более 0,03 м/сек.

Отсюда

где dup — диаметр центральной трубы, м;

где Vвоск — восходящая скорость сточных вод в рабочей части отстойника, не более 0,0007 м/сек. Общее поперечное сечение отстойника w составит

Диаметр отстойника можно определить по формуле

Высота рабочей части отстойника hотст составит

где t — продолжительность протока сточных вод снизу вверх в пределах рабочей части отстойника, 1,5 ч. Высота зазора между раствором центральной трубы и отражательным щитом hзаз определяется по формуле

где V3a3 — скорость сточных вод в зазоре между концом раструба центральной трубы и отражательным щитом, не более 0,02 м/сек;

dрастр —диаметр раструба центральной трубы. Величина зазора должна быть 0,25—0,5 м.

Объем иловой части отстойника при форме усеченного конуса определяется по формуле

где hусеч.кон — высота усеченной части конуса, м

R — радиус отстойника, м;

r — радиус нижней части (площадки) усеченного конуса, принимается в пределах 0,20—0,25 м.

Расчетный объем осадка принимается двухсуточный.

Если глубина осадка hосад не выше конуса, в конусной части при угле конусности днища, равном 45°, ее приближенно определяют по формуле

где Wосад — объем выпавшего за двое суток осадка, м3. Общая высота отстойника Н определяется по формуле

где h — высота отстойной части, м; h1 — высота зазора, м; h2 — высота нейтрального слоя, м; h2 — глубина осадка, м;

h4 — запас по высоте борта отстойника над уровнем воды равен 0,3 м.

При расчетном варианте, когда h1+h2+h2<h усеченного конуса, необходимо принимать величину усеченного конуса, и тогда формула приобретает вид

Второй метод расчета основан на исследованиях проф. С. М. Шифрина и заключается в графическом методе подбора основных размеров проектируемого отстойника и исходных данных для расчета.

При концентрации взвешенных веществ в исходной сточной воде и по задаваемому эффекту осветления на графике (рис. 11) находим гидравлическую крупность взвешенных частиц U0, подлежащих осаждению в проектируемом отстойнике.

Рис. 11. Графики кинетики выпадения взвеси сточных вод по методу проф. С. М. Шифрина

Затем по найденной величине U0, пользуясь графиком (рис. 12), определяем радиус отстойника. При этом среднюю скорость входа сточной воды в отстойную зону проф. С. М. Шифрин рекомендует принимать в размере 1,2 см/сек.

Рис. 12. График для расчета вертикальных отстойников по методу проф. С. М. Шифрина

Длину центральной трубы, которая должна полностью поместиться в отстойной части, необходимо принимать 2,5 ее диаметра, но не менее 2,50—2,75 м. Рекомендуемое соотношение размеров раструба в центральной трубе и отражательного щита, а также их взаимное размещение приведено на рис. 13.

Рис. 13. Выпускное отверстие вертикального отстойника по методу проф. С. М. Шифрина: 1 — раструб; 2 — центральная труба; 3 — отражательный щит.

Дальнейшая последовательность расчета остальных элементов отстойника аналогична расчету по первому методу.

Эффект осветления сточных вод в вертикальных отстойниках теоретически составляет до 50%, практические данные указывают на величину не более 40%.

Перечень типовых проектов горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников, рекомендуемых к применению, приведены в табл. 47.

Таблица 47. Перечень и техническая характеристика типовых проектов первичных отстойников