Камери утворення пластівців (камери реакції)
Камери утворення пластівців (камери реакції) призначені для створення сприятливих умов для процесу формування крупних, міцних пластівців коагулянту із вилученими забрудненнями. Їх доцільно застосовувати в комплексі із горизонтальними відстійниками як вбудовані складові. Час перебування води в камері реакції – 6 – 30 хв. В залежності від конструкції камери утворення пластівців бувають: перегородкові з горизонтальним або вертикальним рухом води, вертикальні, камери із шаром завислого осаду.
В даному курсовому проекті приймаємо вихрові камери утворення пластівців для водоочисних станцій продуктивністю до 45 тис. м3/добу та перегородкові камери з горизонтальним рухом води – для станцій продуктивністю понад 45 тис. м3/добу.
Перегородкова камера утворення пластівців з горизонтальним рухом води
Камера являє собою залізобетонний прямокутний в плані резервуар з перегородками, за рахунок руху між якими в горизонтальній або вертикальній площині відбувається перемішування води. Дно камери влаштовують з нахилом для видалення осаду.
Об’єм камери визначаємо за формулою:
,
м3
(5.64)
де q – розрахункова витрата води, м3/год;
t – час перебування води в камері, прийм. t = 20 – 30 хв.
Площу камери в плані розраховуємо за формулою:
, м2 (5.65)
де Н – середня глибина камери, приймаємо із розрахунку
горизонтальних відстійників, м;
Ширина першого коридору становитиме:
,
м2
(5.66)
де v – швидкість потоку води на початку коридору, v = 0,3 м/с.
Враховуючи, що камера прибудована до торців горизонтальних відстійників, її довжина складе:
,
м (5.67)
де В – ширина одного горизонтального відстійника, м;
N – число горизонтальних відстійників;
0,15 – товщина перегородок між відстійниками, м;
Число поворотів води в камері повинно бути m = 8 – 10, тоді число коридорів n = m + 1.
Швидкість потоку води в камері зменшується за рахунок збільшення відстані між перегородками, досягаючи 0,1 – 0,05 м/с. Приймаємо, що в кожному наступному коридорі швидкість потоку зменшується на 0,02 м/с. Тоді ширину коридорів визначаємо за наступними формулами:
,
м
,
м (5.68)
,
м
….…….
,
м
Розрахункова довжина камери становитиме: L’ = L – 1,5, м.
Ширина камери в плані або довжина кожного коридору камери визначається за формулою:
В = F / L’, м (5.69)
Втрати напору в камері визначаємо за формулою (5.25), прийнявши, що середня швидкість потоку в камері v = 0,2 м/с.
Тоді загальні втрати напору в камері складуть: hзаг = m ∙ h1, м.
Схема камери реакції з горизонтальним рухом води наведена на рис. 5.3.
1 – трубопровід подачі води від змішувача; 2 – відвідний трубопровід;
3 – шибер
Рис. 5.3 – Схема перегород частої камери утворення пластівців з горизонтальним рухом води
Вихрова (вертикальна) камера утворення пластівців
Камера являє собою прямокутний в плані резервуар із похилими стінками, кут між якими становить 50 – 70°. Вода, перемішана з реагентами, надходить в неї знизу; при поступовому русі догори висхідна швидкість зменшується, а по всій масі води утворюються вихрі. Тривалість перебування води в такій камері 6 – 12 хв.
Об’єм камери визначаємо за формулою:
,
м3
(5.70)
де tкп – час перебування води в камері, прийм. tкп = 6 – 12 хв;
q – розрахункова витрата води, м3/год.
Площа поперечного перерізу камери у верхній частині становить:
,
м2
(5.71)
де Vв – швидкість висхідного потоку на виході з камери, приймаємо
Vв = 4 – 5 мм/с;
Довжину
вихрової камери Lкп
визначаємо за формулою (5.67), враховуючи
що камера прибудована до торців
горизонтальних відстійників. Тоді
ширина камери складе:
,
м.
Діаметр подаючого трубопроводу d, мм, підбираємо за витратою q, л/с, і орієнтовною швидкістю Vкп = 0,7 – 1,2 м/с за таблицями для гідравлічного розрахунку [5] для сталевих труб.
Висоту пірамідальної частини камери визначаємо за формулою:
,
м (5.72)
де Вн – ширина дна камери, прийм. Вн = 0,4 – 0,8 м;
α – кут між похилими стінками камери, прийм. α = 50 – 70°.
Об’єм пірамідальної частини камери визначаємо за формулою:
,
м3
(5.73)
Об’єм верхньої частини камери з вертикальними стінками:
Wверт = Wкп – Wпір, м3
Висота вертикальних стінок камери: hверт = Wверт/fв, м.
Тоді загальна висота камери: hкп = hпір + hверт, м.
Збір води у верхній частині вихрової камери передбачаємо лотками, які подають воду в загальний збірний жолоб. Кількість лотків приймаємо із розрахунку: nлот = N · 2. Швидкість руху води в лотках приймаємо Vл = 0,05 – 0,1 м/с, тоді площа одного лотка становить:
,
м2
(5.74)
При
глибині лотка hл
= 0,8 м його ширина складе:
,
м.
Схема вихровомї камери утворення пластівців наведена на рис. 5.4.
1 – подаючий трубопровід
2 – розподільчий трубопровід
3 – пірамідальна частина
4 – надставка
5 – збірний лоток
6 – розподільчий канал
7 – шибер
8 – горизонтальний відстійник
Рис. 5.4 – Вихрова камера утворення пластівців