Строение атмосферы, гидросферы и литосферы. Антропогенная деятельность как источник помех. Подготовка воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, страница 18

, где Q_V — объемный расход сточной воды;

b — ширина прозора;

H — глубина коллектора;

 — скорость движения сточной воды в прозорах;

, где  — толщина стержня;

, где  — скорость в канале перед решеткой (=0,7 – 0,8 м/с);

k —  коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления решетки в процессе осаждения в ее зазорах примесей сточных вод, принимается равным 2 - 3;

 — коэффициент местного сопротивления решеток;

;

 — коэффициент, характеризующий форму поперечного сечения стержней решетки: для круглых стержней равно 1,79; прямоугольных — 2,42; овальных — 1,83;

 — угол наклона решетки к горизонту.

При эксплуатации решетки должны непрерывно очищаться, что осуществляется, как правило, механически, и лишь при задержании примесей в количествах менее 0,0042 м³/ч допускается ручная очистка. Промышленность выпускает вертикальные решетки марки РММВ-1000, применяемые при ширине и глубине коллектора, равных 1000 мм, а  также  наклонные решетки  марок  МГ98, МГ98, используемые при ширине коллектора, равной 800 (1600) мм, и глубине 1200 (2000) мм. Эти решетки очищают от задерживаемых примесей механически с  помощью  вертикальных (РММВ-1000)  и поворотных граблей. В зависимости от состава примеси, снятые с решеток, измельчают на специальных дробилках и сбрасывают в поток сточной воды за решеткой или направляют на переработку. Однако эта процедура усложняет технологическую схему очистки сточных вод и ухудшает качество воздушной среды в помещениях очистных станций. Для устранения этих недостатков применяют решетки-дробилки, измельчающие задержанные примеси, не извлекая, их из воды. Промышленность выпускает решетки-дробилки марок РД-200 и РД-600 с диаметром барабанов соответственно 200 и 600 мм. Средний размер измельченных ими примесей не превышает 10 мм.   

Отстаивание основано на особенностях процесса осаждения твердых частиц в жидкости. При этом может иметь место свободное осаждение неслипающихся частиц, сохранивших свои формы и размеры, и осаждение частиц, склонных к коагулированию и изменяющих при этом свою форму и размеры. Закономерности свободного осаждения частиц практически сохраняются при объемной концентрации осаждающихся  частиц до 1%, что соответствует их массовой концентрации не более 2,6кг/м³ (для частиц с =2600 кг/м³).    

Расчет очистных сооружений для отстаивания сточных вод требует определения скорости осаждения (скорости витания) твердых частиц в жидкости. Скорость осаждения  может быть получена решением уравнения Стокса для движения сферической частицы в жидкости с учетом влияния силы гидравлического сопротивления, массовых сил и силы Архимеда:

Это уравнение справедливо для ламинарного режима движения (осаждения) частицы в жидкости. С увеличением размеров частиц скорости их осаждения возрастают и ламинарный режим течения нарушается. Для крупных частиц (d_ч>1мм) скорость осаждения определяется по формуле Риттенгера

где k — коэффициент, зависящий от формы и состояния поверхности частиц. Экспериментальные исследования показали, что в зависимости от вида частиц, их формы, размеров и состояния поверхности величина коэффициента k составляет 1,2...2,3.    

Очистку сточных вод отстаиванием осуществляют в песколовках и отстойниках. Песколовки применяют для выделения частиц песка (стоки литейных цехов), окалины (стоки кузнечно-прессовых и прокатных  цехов) и т.д. В зависимости от направления движения сточной воды песколовки делят на горизонтальные с прямолинейным и круговым движением воды, вертикальные и аэрируемые песколовки.   

В горизонтальной песколовки с прямолинейным движением сточной воды, вода поступает в песколовку через входной патрубок. Оседающие в процессе движения воды твердые частицы скапливаются в шламосборнике и на дне песколовки, а очищенная сточная вода через выходной патрубок направляется для дальнейшей обработки. Удаление осадка из песколовок осуществляют, как правило, ежесуточно. Глубину h₁ выбирают из условия : где — время движения воды в песколовке, составляет обычно 30...100 с. Длину песколовки определяют по формуле , где =0,15...0,3 м/с — скорость движения воды в песколовке; k=1,3...1,7 — коэффициент, учитывающий влияние турбулентности и неравномерности скоростей движения сточной воды в песколовке. Ширину  В песколовки  определяют  с учетом реализации заданного расхода сточных вод (Q); , где n — число секций в песколовке.