Расчёт песколовок с круговым движением воды

Песколовки предназначаются для выделения из сточной воды тяжелых минеральных примесей. Эффективность работы таких песколовок (горизонтальных с круговым движением воды), объясняется вращательным движением сточной жидкости в плоскости сечения потока, вызываемого круговым движением сточной воды в плане. Схема песколовки представлена на рисунке 3.

Рис. 3 Горизонтальная песколовка с круговым движением воды

1-гидроэлеватор, 2-трубопровод для отвода всплывающих примесей, 3-желоб, 4-поверхностные затворы с ручным приводом, 5-подводящий лоток, 6-пульпопровод, 7-трубопровод для рабочей жидкости, 8-камера переключения, 9-устройство для сбора всплывающих примесей, 10- отводящий лоток, 11-полупогружные щиты.

Песколовки предназначены для выделения из сточной воды тяжелых минеральных примесей.

Для задержания минеральных примесей, главным образом песка, и удаления плавающих жировых веществ, в производственном корпусе предусмотрена установка горизонтальной песколовки с круговым движением сточных вод на два отделения диаметром 3,0 м из нержавеющей стали.

Согласно табл. 6.2 и 6.3 [2] для горизонтальной песколовки принимаем: гидравлическая крупность песка U₀=0,0187 м/с, диаметр осаждаемых частиц d=0,2мм, максимальная скорость движения сточных вод V=0,3м/с, минимальная скорость движения сточных вод V=0,15м/с, количество задерживаемых минеральных веществ А=0,02г/сут чел., влажность осадка 60%, объемный вес песка 1,5 т/м³.

Также принимаем следующие геометрические характеристики песколовки: количество песколовок а=1, количество рабочих отделений n₀=2, угол наклона стенок приямка к горизонту 60º, наружный диаметр песколовки D_нар=3м.

Таблица 6 Объемные характеристики поступающих стоков

№ п/п	Наименование	Ед.изм.	Усл. обозн.		На очередь	На отделение песколовки
	Суточный расход сточных вод	м3/сут	Qcp.cyт	проект
факт
расчетное
	Средний часовой расход сточных вод	м3 /ч	Qcp	проект
факт
расчетное	158,5	79,25
	Средний	л/с	qcp	проект
секундный расход	факт
сточных вод	расчетное
	Расчетный расход сточных вод	м3 /ч	qрасч	проект
факт
расчетное		95,00
	Коэффициент часовой		Kgen.max	проект
факт
неравномерности	расчетное	1,2	1,2
	Количество жителей	чел	N	приведенное

Максимальная и минимальная длина песколовки рассчитывается по формуле:

(1.25)

где: V – скорость движения сточных вод, м/с;

t – время пребывания воды в песколовке, 30с.

Фактическая длина песколовки по средней линии осадочной части:

(1.26)

где: – диаметр песколовки, = 3,0м;

B - ширина кругового лотка, B = 0,4м.

Высота конической части до уровня воды:

(1.27)

где: α - угол наклона стенок приямка к горизонту, α=60º

Высоту цилиндрической части кругового лотка до уровня воды принимаем h₁=0,3м.

Ширина щели в проточной части песколовки:

(1.28)

Высота конической части песколовки определяется по формуле:

(1.29)

где: D_нар - наружный диаметр песколовки, м

h₀ - высота конической части кругового лотка до уровня воды, м

d₀ – диаметр нижнего основания бункера для песка, d₀=0,5м.

Рабочая высота конической части песколовки:

(1.30)

где: - высота конической части песколовки, м,

- высота гидроэлеватора, =0,5м.

Диаметр бункера:

(1.31)

где: - рабочая высота конической части песколовки, м.

Рабочий объём бункера песколовки:

(1.32)

Высоту борта песколовки принимаем h_б=0,3м.

Строительная высота песколовки:

(1.33)

где: - высота конической части песколовки, м,

h_ж – суммарная полезная высота кольцевого желоба, м,

h_б - высота бортов песколовки, м.

Минимальная площадь живого сечения лотка песколовки:

(1.34)

где: V – максимальная скорость движения сточных вод, м/с;

n - количество рабочих отделений, n=2,

- расчетный расход сточных вод.

Максимальная площадь живого сечения лотка песколовки:

(1.35)

где: V – минимальная скорость движения сточных вод, м/с;

n - количество рабочих отделений, n=2,

- расчетный расход сточных вод, м³/с.

Площадь живого сечения конической части кругового лотка:

(1.36)

где: B - ширина кругового лотка, B = 0,4м,

k - ширина щели в проточной части песколовки, м,

h₀ - высота конической части кругового лотка до уровня воды, м

Площадь живого сечения цилиндрической части:

(1.37)

h₁ - высота цилиндрической части кругового лотка до уровня воды, м,

B - ширина кругового лотка, м.

Фактическая площадь живого сечения лотка песколовки:

(1.38)

Суммарная полезная высота кольцевого желоба:

(1.39)

где: h₀ - высота конической части кругового лотка до уровня воды, м,

h₁ - высота цилиндрической части кругового лотка до уровня воды, м.

Фактическая скорость движения сточных вод:

(1.40)

где: - расчетный расход сточных вод, м³/с,

- фактическая площадь живого сечения лотка песколовки, м²,

n - количество рабочих отделений, n=2.

Фактическое время нахождения сточных вод в песколовке:

(1.41)

Суточный объём песка, задерживаемый песколовкой:
(1.42)

где: А- объем задерживаемого песка влажностью 60% и плотностью 1,5 т/м³ на одного жителя в сутки, (по табл. 28 [1] принимаем р=0,02л),

- эквивалентная численность населения, чел.

Годовое количество песка:

Проектом предусмотрена подача воздуха на барботаж пескопульпы в количестве 46 м3/час в течение 1 часа в сутки.

Для удаления уловленного песка на песковые площадки на пульпопроводе установлены насосные агрегаты сухой установки производительностью Q=10.0 л/с, напором H= 6.0 м, мощностью двигателя N= 2.4 кВт. (2 рабочих, 1 резервный в подсобном помещении).

Проектом предусмотрена подача к песколовкам дренажных вод иловых площадок и бытовых стоков очистных сооружений.