63.2. Коммуникации сточной воды и ила, распределенные и измерительные устройства

Сточные воды на очистных сооружениях движутся по открытым лоткам и каналам. Каналы и лотки рассчитываются с коэффициентом 1,4 на максимальный секундный пропуск воды. Вода к некоторым сооружениям (например, к радиальным отстойникам) подводится дюкерными трубопроводами.

Осаждающиеся компоненты сточных вод — песок, осадок первичных отстойников, активный ил, шламы производственных сточных вод — удаляются из сооружений самотеком, под гидростатическим давлением или насосами, гидроэлеваторами, эрлифтами. Удаление осадка непосредственно из иловых приямков сооружений предпочтительнее плунжерными насосами, обеспечивающими отбор осадка с меньшей влажностью, чем при применении центробежных насосов.

Скорости движения городских или близких к ним по составу производственных сточных вод в каналах и трубах должны приниматься в соответствии с пп. 3.41—3.46 СНиП 11-32-74.

Наименьшие скорости движенйя сырых и сброженных осадков, а также уплотненного активного ила в напорных трубопроводах принимаются в пределах 0,9—1,5 м/с при влажности осадков соответственно 97—92%.

Рис. 63.1. Схемы распределительных чаш
а — с односторонним подводом воды: 1 — подводящий трубопровод; 2 — распределительная чаша; 3 — воронка растекания; 4 — отводные трубы; 5 — водослив; 6 — внутренняя цилиндрическая труба; 7 — конусоидальная направляющая вставка; б — с двусторонним подводом воды и кольцевым водосливом: 1 — подводящие трубопроводы; 2 — кольцевой водослив с тонкой стенкой; 3 — отводные трубы; 4 — вертикальные перегородки; 5 — кольцевой отсек; 6 — сменные элементы чаши

Мастер класс для пары индивидуальныи мастер класс.

Поток сточных вод на очистной станции делится на части пропорционально пропускной способности соответствующих групп сооружений или отдельных сооружений внутри группы. Необходимо учитывать, что распределение концентрации взвеси (твердой фазы), влекомой сточной водой, не всегда пропорционально распределению самой воды (сказывается инерция движения взвеси в жидкости). Так, при Ш-образом разветвлении лотков средний из них будет перегружен по содержанию взвешенных веществ даже при вполне равномерном гидравлическом разделении потока жидкости. Предпочтительнее такие устройства для деления потока жидкостей, загрязненных взвешенными веществами, которые способствовали бы и равномерному распределению взвеси.

Рис. 63.2. Схема подвижного водослива
1 — щит затвора; 2 — рама-затвора; 3 — штурвал; 4 — вырез в щите (пунктиром показан затвор в положении «закрыто»)

Деление потока может осуществляться разветвлением лотка (канала), распределительными чашами и камерами, распределительными каналами с малыми скоростями протока воды.

Деление потока на две части, достаточно надежно может быть достигнуто при устройстве Т- или U-образной развилки. Рекомендуется предусматривать поворотный делитель, который устанавливается в положении, определяемом при наладке сооружений. Последовательное деление потока таким способом на большее число ответвлений требует сравнительно большой площади.

Более точным и удобным является деление потока в распределительных чашах на 4, 6, 8 частей водосливами (с широким порогом или с тонкой стенкой), установленными на одинаковых отметках. Наибольшая точность достигается при подводе воды к чашам дюкером снизу — отклонение от равномерного распределения ± 3 % при изменении нагрузки на сооружение в пределах от 0,75 до 1,25 расчетного расхода.

Рис. 63.3. Схемы защиты соединительных линий дифманометроз расходомеров переменного перепада

В распределительной чаше кольцевого типа с односторонним подводом и круговым входом воды через центральную трубу (рис. 63.1, а) величина отклонения не превышает ±1% при расчетной нагрузке и ±3% при изменении нагрузки на 25% расчетной. Диаметр центральной трубы d следует принимать равным диаметру подводящего трубопровода; высоту кольцевого отверстия под центральной трубой — (0,25-5-4-0,5)d. При выходе жидкости из центральной трубы устраивается внезапное расширение при соотношении диаметров чаши D к центральной трубе d не менее 1,5. В верхней части предусматривается свободное истечение жидкости через водосливы с широким порогом, Величина mE для водослива с широким порогом составляет 0,327-0,332.

Распределительные чаши могут быть выполнены с двусторонним подводом воды и свободным ее истечением через водосливы с тонкой стенкой (рис. 63.1,б), при этом 0,603-г-0,606.

Для регулирования подачи воды на отдельные сооружения или группы сооружений возможно применение камер, в которых устанавливаются подвижные водосливы с тонкой стенкой, выполняемые в виде щитовых затворов с вырезами (рис. 63.2).

Надежное распределение сточной воды обеспечивается каналами «большого» поперечного сечения, скорость протока в которых близка нулю, и соответственно отсутствует кривая спада по длине. Такие каналы удобны при распределении сточных вод по группам сооружений коридорного типа (горизонтальные отстойники, аэротенки). В каналах во избежание выпадения осадка необходимо бар вотировать воду.

На выходящих лотках всех распределительных устройств необходимо предусматривать затворы или шандорные пазы для щитов, с помощью которых можно отключать отдельные сооружения.

На канализационных очистных сооружениях необходимо измерять расходы сточных вод, иловой смеси, осадков, растворов реагентов, воздуха, подаваемого в аэротенки, преаэраторы и в другие сооружения. Необходимо предусматривать возможность измерения как общих расходов, так и местных расходов по секциям, узлам и отдельг ным сооружениям. Измерять расходы воды можно в напорных трубопроводах и в открытых каналах, причем первое предпочтительнее, так как обеспечиваются более высокая точность и меньшие потери напора.

Правила измерения расходов в напорных трубопроводах регламентированы утвержденными Госстандартом нормативами Способы измерения расхода воды в открытых каналах указаны в Правилах измерения расхода жидкости при помощи стандартных водосливов и лотков РДП 99-77.

Для измерения расхода в напорных трубопроводах применяют расходомеры переменного перепада, состоящие из сужающего устройства, дифманометра и соединительных линий, индукционные расходомеры и ротаметры. В качестве сужающих устройств используют трубы Вентури, сегментные диафрагмы, а для защиты соединительных линий от загрязнения применяют отстойные сосуды, непрерывную промывку соединительных линий чистой водой или продувку их воздухом (рис. 63.3). Для измерения расхода очищенных стоков устанавливают расходомеры со стандартными диафрагмами, соплами или трубами Вентури.

Рис. 63.4. Расходомерные лотки
а — схема лотка Вентури, в котором сжатие потока происходит вследствие сужения боковых стенок, дно — горизонтальное; б — схема лотка Вентури, в котором сжатие потока происходит в результате подъема дна (образование порога) при параллельных в плане боковых стенах; в — схема лотка Паршаля; г — схема лотка САНИИРИ

Наибольшее распространение для измерения расходов жидкостей в системах канализации получили стальные сварные трубы Вентури с условным проходом от 200 до 1400 мм (типовые конструкции серии 3.902-6).

Сегментные диафрагмы, которые преграждают часть сечения трубы сверху, не нормированы «Правилами 28-64» и их следует применять только для технологического контроля на сооружениях канализации.

Для измерения расхода сточных вод с содержанием взвешенных веществ более 3 г/л или агрессивных по отношению к стали и материалу покрытия труб Вентури, а также для измерения плотных осадков и илов используются индукционные расходомеры. Промышленность выпускает индукционные расходомеры с условным проходом до 800 мм.

Расход воздуха измеряется при помощи стандартных диафрагм, труб Вентури и напорных трубок. Последние практически не создают потерь напора, но для их использования необходимы прямые участки труб длиной (30-50) d, а скорость в трубе должна быть более 5 м/с.

Расход чистых реагентов (полиэлектролитов, кислот, щелочей) можно измерять ротаметрами, а расход таких реагентов, как известковое молоко, раствор Al2(S04)3 — индукционными расходомерами, футерованными резиной или фторопластом. Значение постоянного множителя Ав и показателя степени п зависит от формы отверстия водослива или горловины лотка, например для водослива с прямоугольным вырезом /1=3/2 Лп=2/3; для водослива с треугольным вырезом п=5/2 Л п—8/15. Значения коэффициентов расхода приведены в Правилах РДП 99-77.

Для измерения расхода воды в открытых каналах Правилами РДП 99-77 нормированы: водосливы с тонкой стенкой (треугольные, прямоугольные, трапецеидальные), водосливы с широким порогом (прямоугольного профиля, треугольного профиля и с порогом САНИИРИ), лотки Вентури, Паршаля, САНИИРИ (рис. 63.4).

Рис. 63.5. Установка приборов для измерения уровня в расходомерах с водосливами и лотками
а — по схеме пьезометрического уровнемера; 6 — по схеме «под уровень»; 1 — лоток (или водослив); 2 — успокоительный колодец (или ниша); 3 — пьезометрическая трубка; 4 — соединительная линия; 5 — соединительная линия с источником сжатого воздуха; 6 — контрольный стаканчик; 7 — дифманометр; 8 — уравнительная трубка; 9 — отстойный сосуд; 10 — уравнительный сосуд

Водосливы с тонкой стенкой, а также водосливы с широким порогом прямоугольного профиля можно применять для измерения расхода очищенных сточных вод жидкости без крупных механических включений, а также для измерения однородных суспензий, например активного или избыточного ила вторичных отстойников.

Водосливы с порогом треугольного профиля, а также с порогом САНИИРИ применяются для измерения взвесенесущих стоков в каналах относительно большой ширины. Лотки Вентури предназначены для измерения расхода воды в каналах прямоугольного сечения. Рекомендуется применять лотки Вентури по типовым проектам 902-9- 164. Лотки Паршаля используются для измерения расхода воды в больших каналах относительно малой глубины или воды из прудов, шламохранилищ и т. п. При проектировании измерительных устройств с водосливами и лотками следует иметь в виду, что они при всех режимах работы очистных сооружений должны быть в условиях неподтопленного истечения. Это обеспечивается разностью уровней; для водосливов с широким порогом прямоугольного профиля и лотков САНИИРИ A.

Для лотков, Вентури, Паршаля, а также для порога САНИИРИ и водослива с порогом треугольного профиля неподтопляемость обеспечивается максимальным значением коэффициента подтопления n=hn/h (где hn — уровень воды в нижнем бьефе, м, считая от дна лотка или порога, водослива). Значения n нормированы: для лотков Вентури 0, 8 и для остальных лотков и водосливов 0,75. Учитывая неточность назначения расчетных расходов, значение коэффициента подтопления n необходимо принимать с «запасом», например n = 0,65-0,7 вместо 0,75.

Расход воды при измерении его водосливами или лотками определяется напором h. Измерять напор h следует в успокоительных колодцах, камерах или нишах, соединенных с каналом трубками или отверстиями. Для предотвращения засорения датчиков уровня в успокоительные колодцы (ниши) рекомендуется подавать чистую или техническую воду (с разрывом струи). Расход подаваемой в успокоительный колодец воды 0,01—0,05 л/с.

Для измерения напора используют промышленные уровнемеры — поплавковые, буйковые или чаще всего пьезометрические. Схемы установки уровнемеров показаны на рис. 63.5.

В качестве вторичных чаще всего используют приборы дифференциально-трансформаторной или ферродинамической систем. Для таких систем разработаны и выпускаются модификации приборов с линейной шкалой при зависимости расхода от напора вида Q=Ah1.5 и Q—Ah1.6, например приборы КСД2-077 и КСД2-078. Применение таких приборов существенно упрощает обработку результатов измерений, повышает их точность и надежность и позволяет измерять суммарный расход за любой период времени.