Скорость движения воды в песколовках

Песколовка	Гидравлическая крупность песка uо , мм/с	Скорость движения воды , м/с, при макс.притоке		Глубина H, м	Количество задержи- ваемого песка, л/чел.-сут	Влажность песка, %		Содержание песка в осадке, %
		min	max
Горизонтальная	18,7-24,2	0,15	0,30	0,5-2,0	0,02		60		55-60
Аэрируемая	13,2-18,7	—	0,08-0,12	0,7-3,5	0,03		—		90-95
Тангенциальная	18,7-24,2	—	—	0,5	0,02		60		70-75

В зависимости от принятой скорости движения воды площадь живого сечения песколовки или ее отделения определять по формуле

(м²), (5.39)

где Q_max – максимальный расход сточных вод, м³/с; v – скорость движения воды в песколовке, принимать по табл. 5.11: n – число песколовок (отделений), должно быть не менее двух.

Длина рабочей части горизонтальной песколовки определять по формуле

(м), (5.40)

где k – коэффициент турбулентности, принимаемый в зависимости от типа песколовки (табл. 5.12); Н_s – расчетная глубина песколовки, м, принимаемая для аэрируемых песколовок равной половине общей глубины; v – скорость движения воды в песколовке, м/с; u₀ – гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка (табл. 5.12).

Таблица 5.12

Значения коэффициента турбулентности

Диаметр задерживаемых частиц песка, мм	Гидравлическая крупность песка u0 , мм/с	Значение KS в зависимости от типа песколовок и отношения ширины B к глубине HS аэрируемых песколовок
		горизонтальные	аэрируемые
			B:H=1	B:H=1.25	B:H=1.5
0,15	13,2	—	2,62	2,50	2,39
0,20	18,7	1,7	2,43	2,25	2,08
0,25	24,2	1,3	—	—	—

Ширину песколовки (отделения) определять из площади живого сечения

(м²), (5.41)

(м). (5.42)

Полученные размеры необходимо проверить на скорость движения воды при максимальном и минимальном расходах сточных вод и на продолжительность нахождения воды в песколовке при максимальном притоке, с.

(м/с), (5.43)

где Q_a – расход сточных вод м/с; Н_a – расчетная максимальная или минимальная глубина протока воды, м.

Время нахождения воды в песколовке:

(с), (5.44)

где L – длина проточной части песколовки; v_a – скорость движения воды.

Время протекания воды в песколовке должно быть 30-60 с.

Объем пескового приямка должен быть не менее двухсуточного объема песка, определяемого по формуле

(м³), (5.45)

где р – удельный объем задерживаемого песка, принимаемый для бытовых сточных вод равным 0,02 л/(чел∙сут) при влажности песка 60% и плотности 1,5 т/м³; Т - период между двумя чистками песколовок, принимаемое не более двух суток; N_пр – приведенное число жителей.

Глубина слоя осадка в песколовке определять по формуле

(м). (5.46)

Общую глубину песколовки находить по формуле

H=h_б+H_s (м), (5.47)

где h_б – высота бортов над уровнем волы в песколовке, принимается 0,2÷0,4 м.

Глубина пескового приямка определяется с учетом угла наклона стенок к горизонту не менее 60⁰.

Горизонтальные песколовки с круговым движением воды рассчитываются также как и песколовки с прямолинейным движением. По вычисленной длине проточной части L_s определяют:

- средний диаметр песколовки, D_ср, м:

, (5.48)

- расчетный диаметр, м:

D=D_ср + b, (5.49)

где b – ширина кольцевого желоба песколовки, м, определяемая по формуле

, (5.50)

где n – число песколовок; F – площадь зеркала проточной части:

(м²), (5.51)

где Q – максимальный расход сточных вод, м³/с; u₀ – гидравлическая крупность частиц, м/с.

Аэрируемые песколовки конструктивно отличаются от песколовок горизонтального типа. В аэрируемой песколовке имеет место поступательное движение жидкости со скоростью v = 0,08÷0,12 м/с и вращательное со скоростью 0,25÷0,3 м/с. Суммарная скорость в песколовке практически постоянна и равна 0,3 м/с. Эффективность выделения песка из потока жидкости высокая. Расчет аэрируемых песколовок производят в следующей последовательности:

1. Определение площади живого сечения песколовки

(м²), (5.52)

где v – поступательная скорость движения сточных вод при максимальном притоке (0,08÷0,12 м/с).

2. Отношение ширины к глубине принимают равным B:H=(1:1,5).

Ширину песколовки принимать 2÷4 м.

Глубина песколовки: Н=ω/В, м.

3. Определение глубины осаждения частицы песка расчетного диаметра при одном круге вращения по формуле

(м), (5.53)

где v_ср – средняя скорость движения воды, которая при интенсивности аэрации равной 3÷5 м³/(м²ч) составляет 0,1 м/с; u_о - гидравлическая крупность песка, м/с.

4. Определение требуемого числа кругов вращения жидкости:

. (5.54)

5. Определение продолжительности одного круга вращения жидкости:

(с). (5.55)

6. Определение продолжительности пребывания воды в песколовке, с:

. (5.56)

7. Определение длины песколовки:

(м) . (5.57)

8. Определение общего количества воздуха, подаваемого в песколовку, м³/час:

; (5.58)

где I – интенсивность аэрации, м³/(м²ч); F – площадь поверхности песколовки, м².

Удаление песка из песколовок всех типов допускается предусматривать вручную при объеме до 0,1 м³/сут. При большем объеме удаление песка из песколовок должно быть механизировано. Наиболее надежным и распространенным способом является удаление с помощью гидроэлеваторов. Подача воды к гидроэлеваторам производится насосами, которые устанавливают в здании решеток.

Для сгребания песка в песковой приямок в горизонтальных песколовках предусматривают скребковый механизм с электроприводом. В аэрируемых песколовках для смыва песка применяют гидромеханическую систему. Расход промывной воды, подаваемой в гидромеханическую систему, определяют по формуле

(м³/с) , (5.59)

где v_в – восходящая скорость промывной воды в лотке, принимаемая равной 0,0065 м/с; l_л – длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка, м; b_л – ширина пескового лотка, принимать 0,5 м.

Оптимальный расход промывной воды составляет 0,03÷0,09 м³/с.

Удаляемый песок подвергают обезвоживанию на песковых площадках.