Усреднители

Для усреднения расхода и химического состава сточных вод применяют специальные сооружения – усреднители. Их подразделяют на проточные и контактные. Контактные усреднители применяют при небольших расходах, периодическом сбросе сточных вод и необходимости 100%-го усреднения. В большинстве случаев применяют проточные усреднители, которые представляют собой резервуары с перемешивающими устройствами или многокоридорные резервуары (рис. 4.1).

А-А

6 5 3 4

А А

2

Рис. 4.1. Усреднитель концентрации сточных вод (прямоугольный):

1) подводящий трубопровод; 2) распределительный лоток;

3) глухая диагональная перегородка; 4) продольные вертикальные перегородки;

5) сборные лотки; 6) отводящий трубопровод.

При цикличном изменении состава сточных вод объём резервуара–усреднителя определяется формулой

,

гдеТ – период цикла изменения состава сточных вод;

q_i - расход сточных вод за каждый час усреднения.

Концентрация сточных вод, выходящих из усреднителя

,

гдеС_i – концентрация загрязняющих веществ в i–часовой расход сточных вод.

При отсутствии цикличности в изменении состава сточных вод период усреднения определяется в соответствии с требованиями к выравниванию концентраций. В этот период должен входить час, в течение которого в усреднитель поступает вода с максимальной концентрацией примесей. Если при принятом периоде C_уср будет больше некоторой допустимой концентрации С_д, объём усреднителя следует определять по формуле

.

При этом концентрация загрязняющих веществ в усреднённой сточной воде

,

где q_k – часовые расходы воды за пределами периода усреднения Т;

C_k - концентрация примесей в k–часовой расход воды.

Дополнительный период усреднения t определяется путём последовательного определения после каждого дополнительного часа усреднения Т+1; Т+2; Т+t. При отсутствии цикличности в изменении состава сточных вод требуемый период усреднения вычисляют последовательным определением концентрации загрязняющих веществ в усреднённой воде при разных увеличивающихся периодах усреднения до соблюдения условия

С_уср≤С_д.

В последние годы широкое применение получили резервуары-усреднители с примешивающими и специальными устройствами, обеспечивающими постоянство расхода выходящей из усреднителя воды (рис. 4.2). Являясь полными усреднителями расхода, они не обеспечивают полного усреднения концентрации загрязняющих веществ, но могут быть рассчитаны на обеспечение в усреднённой воде концентрации примесей, отличающихся от средних С_ср на допустимую величину DС. Расчёт объёма такого усреднителя следует выполнять последовательно на каждый час от начала периода усреднения Т. В таком усреднителе объём воды непостоянен:

,

гдеV_min – минимальный объём воды в усреднителе, при котором начинает работать выпускное устройство, обеспечивающее постоянный расход из него q_уср;

V_per - регулирующий объём воды в усреднителе, обеспечивающий аккумуляцию воды при максимальном её притоке q_max.

Определять концентрацию примесей в усреднённой воде следует начинать с момента, когда объём воды в усреднителе будет V_min. В этот момент из усреднителя будет выходить вода с концентрацией

,

где

;

t - количество часов, за которые вода в усреднителе достигает объёма V_min.

Концентрация С_уср.t в выходящей из усреднителя воде

, (20)

гдеС_рез – концентрация загрязнений в воде, содержащейся в усреднителе в момент поступления в него сточных вод;

t – длительность поступления стоков в усреднитель;

V_i – объём воды в усреднителе к моменту начала поступления в него сточных вод.

Для первого часа i=t+1 в формулу (20) следует подставлять вместо С_рез и V_i соответственно С₀ и V_min и определять концентрацию примесей в выходящей сточной воде С_уср(t+1). Для второго часа (i=t+2) в эту же формулу вместо С_рез и V_i следует подставлять С_уср(t+1) и V_min+q_t+1-q_уср, а затем определять С_уср(t+2) и т.д. Во всех расчетах t=1 час.

Если максимальная концентрация загрязняющих веществ в усредненной воде окажется недопустимой, то за усреднителем расхода следует установить усреднитель концентрации.

Для обеспечения необходимого усреднения сточных вод по концентрации вода в усреднителях должна перемешиваться. Для этого могут использоваться механические мешалки, насосы, перфорированные трубчатые барботеры и др. Наиболее удобными в эксплуатации являются трубчатые барботеры.

Для одновременного перемешивания воды и предотвращения выпадения вредных веществ в осадок интенсивность подачи воздуха должна быть такой, чтобы минимальная придонная скорость циркуляционного потока обеспечивала поддержание во взвешенном состоянии наиболее крупных частиц, содержащихся в сточных водах.

А-А

5 6

4

Мы

1

2

1 6

4

А А

5 2

Рис. 4.2. Усреднитель с перемешивающим устройством:

1) резервуар усреднителя; 2) барботёр;

3) выпускное устройство; 4) выпускная камера;

5) впускные отверстия; 6) подающие лотки.

Придонная скорость потока

,

а удельный расход воздуха в одном циркуляционном потоке должен составлять

,

гдеU₀ – гидравлическая крупность частиц расчетного диаметра;

К_взв – коэффициент, равный для хлопьевидных частиц 5-6, а для структурных - 10-12;

Н_min – глубина воды над барботером при минимальном наполнении усреднителя.