d - диаметр дырчатой трубы, м;
n - число отверстий (насадок).
Для упрощения расчетов критическую длину дырчатой трубы Lкр 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 = hн + 1,1 hl ,(14)
где hн - напор у насадки, определяемый по формуле ( 12),
hl - 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
|
|
Параметры системы гидросмыва осадка |
|||||
|
Размерыотстойников, м |
диаметр подводящих |
число разводящих труб, шт. |
диаметры телескопических труб, мм |
|||
|
длина |
ширина |
труб и коллектора, мм |
центральных |
боковых |
центральных |
боковых |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
40 |
4,5 |
300 |
- |
2 |
- |
|
|
45 |
6,0 |
400 |
1 |
2 |
|
|
|
60 |
6,0 |
450 |
1 |
2 |
|
|
|
90 |
6,0 |
2 ?? 400(2 секции) |
2 |
4 |
|
|
Окончание табл. 8
|
Размеры |
Параметры системы гидросмыва осадка |
||||||
|
отстойников, м |
|
рассто- |
ско- |
расход воды, л/с |
|||
|
длина |
ширина |
число насадок, шт. |
яние от насадки до расчетного сечения, м |
рость струи в расчетном сечении, м/с |
бокового трубопровода |
центрального трубопровода |
всей системы |
|
1 |
2 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
40 |
4,5 |
|
2,26 |
0,54 |
60 |
- |
120 |
|
45 |
6,0 |
|
1,51 |
0,82 |
67,5 |
135 |
270 |
|
60 |
6,0 |
|
1,51 |
0,82 |
90 |
180 |
360 |
|
90 |
6,0 |
|
1,51 |
0,82 |
67,5 |
135 |
2??270 |
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.
6. ФЛОТАЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
6.1. Флотационные сооружения надлежит применять для предварительного осветления и обесцвечивания природной водой перед подачей ее на фильтры. Они могут быть использованы как при новом строительстве, так и при реконструкции существующих водоочистных станций.
6.2. Наиболее эффективная область применения флотационных сооружений - осветление вод поверхностных источников (озер, водохранилищ, рек и т.п.) с небольшим количеством мелкодисперсных взвешенных веществ (не более 150 мг/л) и повышенной цветностью (до 200 град) при содержании фитопланктона и плавающих нефтепродуктов.
6.3. Возможность и целесообразность использования флотационного осветления воды в каждом конкретном случае должны быть обоснованы технологическими испытаниями, произведенными в характерные периоды года по методике, приведенной в пп. 6.16-6.20.
Количество взвешенных веществ в воде после флотационных сооружений не должно превышать 10 мг/л.
6.4. Преимущества флотационных сооружений по сравнению с другими сооружениями предварительного осветления (осветлителями со взвешенным осадком, отстойниками) заключаются в следующем:
значительно ускоряется процесс выделения взвеси из воды, благодаря чему уменьшается общий объем очистных сооружений;
улучшается их санитарное состояние вследствие постоянного удаления выделенных загрязнений;
более эффективно удаляется фитопланктон, что в большинстве случаев позволяет отказаться от установки микрофильтров;
удаляются из воды плавающие и плохооседающие примеси.
СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ, ИХ УСТРОЙСТВО И РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
6.5. Очистные сооружения с флотационным осветлением воды имеют тот же состав основных и вспомогательных сооружений, что и обычные станции двухступенчатого осветления, за исключением отстойников или осветлителей со взвешенным слоем осадка, заменяемых флотационными установками.
6.6. В составе флотационных сооружений необходимо предусматривать флотационные камеры, узел подготовки и распределения водовоздушного раствора, устройства для удаления и отвода флотационной пены.
Перед осветлением воды флотацией надлежит предусматривать камеры хлопьеобразования, совмещенные с флотационными камерами. Схема флотационных сооружений представлена на черт. 18.
Черт. 18. Флотационная установка
1 - подача исходной воды с реагентами; 2 - отвод осветленной воды; 3 - флотационная камера; 4 - лотки для сбора пены; 5 - распределительная система; 6 - напорный бак; 7 - насос; 8 - компрессор; 9 - подача воды, насыщенной воздухом; 10 - камера хлопьеобразования
6.7. Флотационная камера (круглая или прямоугольная в плане) должна рассчитываться на удельную нагрузку 6-8 м3/ч на 1 м площади.
Глубина слоя воды во флотационной камере должна быть 1,5-2,5 м. Длина флотационной камеры выбирается равной 3-9 м, ширина - нс более 6 м, отношение ширины к длине - 2/3—1/3.
6.8. Во входной части флотационной камеры надлежит устанавливать струенаправляющую перегородку с наклоном 60—70° к горизонтали в сторону движения воды в камере.
6.9. Скорость входа обрабатываемой воды во флотационную камеру должна быть не более скорости выхода ее из камеры хлопьеобразования. Скорость движения воды над струенаправляющей перегородкой следует принимать 0,016-0,02 м/с.
6.10. Сбор осветленной воды во флотационной камере необходимо осуществлять равномерно по ее ширине или окружности из нижней части камеры с помощью подвесной стенки и направлять поток вверх (к отводу воды из камеры), или с помощью отводящей системы из перфорированных труб. Скорость движения воды под подвесной стенкой или в отверстиях отводящих дырчатых труб принимается 0,9-1,2 м/с.
6.11. Днище флотационной камеры должно иметь уклон 0,01 к трубопроводу для опорожнения.
6.12. Подготовку водовоздушного раствора следует осуществлять путем насыщения воды воздухом под давлением 0,6-0,8 МПа в специальных напорных емкостях. Для приготовления водовоздушного раствора надлежит использовать воду после фильтров.
Расход воды следует принимать 8—10 % расхода очищаемой воды.
Подача воздуха в напорную емкость должна осуществляться от автоматизированной компрессорной установки.
Расход воздуха должен составлять 0,9—1,2 % расхода очищаемой воды.
П р и м е ч а н и е. Напорная емкость должна иметь внутреннее антикоррозионное покрытие, оборудоваться предохранительным клапаном и выполняться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к сосудам, работающим под давлением.
6.13. Отвод водовоздушного раствора от напорной емкости к флотационным камерам следует производить по стальному трубопроводу. Потери напора в нем не должны превышать 0,8—1,0 м.
На трубопроводе допускается установка только отключающей арматуры.
6.14. Для равномерного распределения водовоздушного раствора в объеме обрабатываемой воды и для создания условий, обеспечивающих получение мелких воздушных рабочих пузырьков, во флотационной камере надлежит устраивать распределительную систему, состоящую из дырчатого трубопровода и расположенного под ним кожуха, выполненного из материала, стойкого к кислородной коррозии. Распределительную трубу следует устанавливать во входной части флотационной камеры (в отсеке, образованном ее торцевой стенкой и струенаправляющей перегородкой) на расстоянии 250—350 мм от дна камеры. Скорость выхода водовоздушного раствора из отверстий распределительной системы надлежит принимать равной 20—25 м/с, диаметр отверстий - 5—8 мм. Отверстия следует располагать равномерно в один ряд по нижней образующей трубы. Днище защитного кожуха размещают под отверстиями распределительной системы на расстоянии 80—100 мм.
В конце распределительного трубопровода следует устанавливать вентиль или кран для промывки распределительной системы.
6.15. Удаление пены с поверхности воды во флотационной камере должно быть осуществлено кратковременным подъемом уровня воды с отводом ее через подвесные лотки, расположенные равномерно по площади камеры, или с помощью скребковых механизмов, перемещающих пену к сборным лоткам.
Верхние кромки лотков необходимо располагать на одной общей отметке на 10—15 мм выше уровня воды во флотационной камере.
Днища лотков следует выполнять с уклоном 0,025 в сторону отвода пены.
Потери воды при сбросе пены подъемом уровня воды следует принимать 1,0—1,5 % расхода обрабатываемой воды.
При удалении пены скребковыми механизмами скорость перемещения скребков в прямоугольных камерах следует принимать не более 0,02 м/с, в круглых — окружную скорость 0,015—0,02 м/с при частоте вращения скребков 5-10 об/с.
Обработку пены, удаляемой одновременно с частью обрабатываемой воды, необходимо производить аналогично обработке осадка, сбрасываемого из отстойников или осветлителей со взвешенным осадком, в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84.
МЕТОДИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ МЕТОДОМ НАПОРНОЙ ФЛОТАЦИИ
6.16. С целью определения возможности применения напорной флотации для предварительного осветления воды конкретного водоисточника и получения основных расчетных параметров для расчета флотационных установок производятся технологические исследования на специальной лабораторной установке (черт. 19).
Черт. 19. Установка для проведения технологического анализа воды
1 - компрессор; 2 - вентиль воздушный; 3 - манометр; 4 - напорный бак; 5 - игольчатый вентиль водовоздушного раствора; 6 - флотационная колонка; 7 - электропривод; 8 - пробоотборники; 9 - мешалка; 10 - вентиль опорожнения флотационной колонки; 11 - вентиль сброса избытка воздуха
6.17. Лабораторная установка состоит из следующих основных элементов:
флотационной колонки, выполненной из прозрачной пластмассовой трубы диаметром 60—70 мм, высотой 400—600 мм, имеющей деления по высоте и оборудованной перемешивающим устройством, вентилями и пробоотборниками;
напорного бака для подготовки водовоздушного раствора вместимостью 2 л, выполненного из стального сосуда, рассчитанного на рабочее давление 0,8—0,9 МПа и оборудованного предохранительной запорной арматурой и манометром;
лабораторного компрессора, рассчитанного на подачу сжатого воздуха под давлением до 0,8—0,9 МПа.
П р и м е ч а н и я: 1. Вместо компрессора могут быть использованы баллон со сжатым воздухом, оборудованный редуктором, понижающим давление до рабочего, или другие источники сжатого воздуха.
2. Напорный бак и его соединительные коммуникации выполняют и испытывают в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» Госгортехнадзора СССР.
6.18. Для проведения технологических исследований необходимо кроме лабораторной установки иметь исходную воду в объеме 10—12 л и рабочие растворы реагентов (коагулянта, хлора, извести и т. д.).
6.19. Технологические исследования следует производить в такой последовательности (см. черт. 19):
1) производится выбор доз реагентов в отдельных цилиндрах по общепринятой методике пробного коагулирования для двухступенчатой очистки воды;
2) до начала работы на установке предварительно подготавливается водовоздушный раствор. До этого в напорный бак 4 через флотационную колонку 6 и трубопровод с вентилем 5 заливается 1—1,5 л чистой водопроводной воды, после чего вентиль 5 закрывается, включается компрессор 1 и открывается подача воздуха в напорный бак через вентиль 2. С помощью сбросного вентиля 11 по манометру 3 устанавливается рабочее давление, равное 0,5—0,8 МПа. При этом избыток воздуха сбрасывается через вентиль 11 (время растворения воздуха в воде должно быть не менее 10-12 мин);
3) в отдельный цилиндр наливается 1 л исходной воды, в которую вводятся реагенты согласно выбранным дозам. Производится тщательное перемешивание реагентов с водой;
4) после перемешивания обрабатываемая вода переливается во флотационную колонку 6, которая заполняется на 60—70 % ее объема. Вентили 5 и 10 при этом должны быть закрыты;
