Решетки. Устанавливаются перед очистными сооружениями независимо от способа подачи сточных вод — самотеком или под напором, после насосной станции, имеющей в своем составе решетки. Исключение могут составлять те насосные станции, на которых установлены решетки с прозорами 16 мм и подача сточных вод ими производится непосредственно на очистные сооружения.
Решетки классифицируются по следующим группам: по размерам прозоров — на грубые 30-200 мм и обычные 5—25 мм. Решетки с размерами прозоров менее 16 мм на очистных сооружениях предприятий пищевой промышленности не применяются;
по конструктивной характеристике — на неподвижные и подвижные;
по технологической характеристике — с ручной или механизированной очисткой отбросов. Ручная очистка отбросов допускается на небольших очистных сооружениях при количестве задерживаемых решетками отбросов не более 0,1 м3 в сутки. Если количество задерживаемых отбросов превышает 0,1 м3 в сутки, СНиП П-Г. 6—62 рекомендует предусматривать механизированную очистку решеток с дробилкой для их измельчения. Формы профилей сечений стержней для решеток различны (рис. 9). Так как решетка стесняет живое сечение потока, в местах ее установки подходные каналы или лотки должны быть шире по сравнению с основным каналом или лотком. Сопряжение уширения производится плавно, исключая образование перед решеткой вихревого потока. Изменение направления стенок принимается на угол а=20°.
Рис. 9 Профили стержней в решетках
Длину уширения перед решеткой L1 можно определить по формуле
, (70) где Sp — общая ширина решетки, м;
Вк — ширина подводящего, отводящего канала или лотка, м.
Длина уширения отводящего канала или лотка принимается в половинном размере от L1 т. е. L2=0,5L1. Длина уширенной части канала или камеры решетки L3 принимается по расчету, но не менее 1 м, а решетки L4 — не менее 0,8 м. Продольный профиль по каналу, лотку в месте установки решетки выполняется с переломом на величину подпора перед решеткой. Это обусловлено необходимостью защиты подходной части канала от заиления.
Расчет решетки состоит из определения ее размеров и потерь напора, которые возникают при проходе сточных вод через решетку. Размер решетки определяют по расходу сточных вод с учетом принятой ширины прозоров между стержнями, собственной ширины стержней и средней скорости прохода сточных вод через решетку. Рабочая площадь прозоров должна быть не менее удвоенной площади живого сечения для решетки с ручной очисткой и 1,2 — для решеток с механической очисткой.
Во избежание выпадения загрязнений перед решеткой скорость сточной жидкости в подводящем канале или лотке должна быть не менее 0,4 м/сек при минимальном расходе, а скорость прохода через решетку при условии непродавливания отбросов рекомендуется принимать 0,7 м/сек при среднем расчетном притоке воды и не более 1,0 м/сек — при максимальном.
Потери напора или подпор hр, создаваемый решеткой, можно определить по формуле
, (71) где V — скорость движения воды в подходном канале или лотке, м/сек;
К — коэффициент, учитывающий потери напора, подпора вследствие засорения решетки, определяемый по формуле
здесь V — скорость сточных вод в прозорах решетки. При Vp= = 0,7 м/сек, К= 1,01 и Vp = 1,0 м/сек, К=2,04.
s — коэффициент местного сопротивления решетки в зависимости от формы стержней, определяемый по формуле
, (73) где в— коэффициент, зависящий от формы сечения стержней (табл. 41);
S — толщина стержня, м;
b — ширина прозоров между стержнями в решетке, м;
q — угол наклона решетки.
Таблица 41. Зависимость коэффициента в от формы сечения стержней
Число прозоров решетки можно определить из соотношения
, (74) Отсюда
, (75) где n — количество прозоров решетки;
q — максимальный расход сточных вод, м3/сек;
w — живое сечение решетки, м2;
h1 — глубина воды у решетки, м;
Vp — скорость воды в решетке, м/сек.
Таким образом, при числе стержней (п — 1) общую ширину решетки Вр можно определить по формуле
где S — толщина стержня в решетке, м.
Если сточные воды поступают для перекачки на очистные сооружения, а насосная станция оборудована насосами марки Ф и НФ, ширина прозоров решетки (табл. 42).
Таблица 42. Зависимость ширины прозоров решетки от диаметра всасывающего патрубка
Показатели снижения загрязнений в сточных водах, прошедших очистку на решетках: по взвешенным веществам—3—5%, по БПК — 5, по бактериальным загрязнениям — 10%.
Песколовки. Применяются для выделения из сточных вод тяжелых нерастворимых минеральных примесей, главным образом песка, при расходе сточных вод более 100 м3/сутки (СНиП II-Г. 6—62). Песок, задерживаемый в песколовках, характеризуется гидравлической крупностью 11,2 мм/сек и более, т. е. частица имеет размер 0,15 мм и более.
При горизонтальном движении воды в песколовке скорость в ней должна быть 0,15—0,3 м/сек. Продолжительность прохода сточных вод через горизонтальные песколовки составляет 30— 50 сек, а через вертикальные — 2—3 мин.
Песколовки устанавливают перед отстойниками независимо от наличия на предприятии сооружений предварительной очистки сточных вод.
Основные размеры песколовки определяются из соотношений
, (77) откуда длина проточной части L песколовки составит
, (78) где Vмакс — скорость горизонтального движения сточных вод 0,3 м/сек для условий максимального расчетного расхода (СНиП II-Г. 6—62);
H — глубина проточной части песколовки, м;
U — средняя скорость осаждения частиц песка, которые должны быть задержаны в песколовке, м/сек.
С учетом влияния турбулентности потока скорость осаждения частиц песка определяется по формуле
, (79) где U0 — опытные значения гидравлической крупности частиц песка (табл. 43);
W — вертикальная турбулентная составляющая продольной скорости, принимаемая в размере 0,05Vмакс.
Таблица 43. Зависимость между гидравлической крупностью и диаметром частиц песка
Исходя из наличия в составе очистных сооружений двухъярусных отстойников и метантенков, на песколовках должен быть задержан песок диаметром 0,2—0,25 мм гидравлической крупностью 17,1—24,2 мм/сек.
Определенная по формуле (78) рабочая длина песколовки должна быть дополнена плавным расширением на входе и плавным сужением на выходе исходя из конструктивных соображений.
Необходимую площадь песколовки F определяем по формуле
, (80) где qмакс — максимальный расход сточных вод, м3сек.
Общая ширина песколовки В при максимальном притоке составит
, (81) После определения площади зеркала воды песколовки F и общей ширины В, устанавливают число рабочих отделений п, задаваясь рабочей глубиной и шириной каждого отделения.
Объем осадочной части песколовки Wосад определяется по формуле
, (82) где N — приведенное число жителей, чел.;
Р — количество выпадающего осадка на 1 человека, л/сутки;
t — число дней между двумя очистками песколовки, не более двух.