С. В. ЯКОВЛЕВ, д-р техн, наук,
В. И. КАЛИЦУН, канд. техн, наук
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА
СТОЧНЫХ ВОД
j г;»; э 1 е л ь ч ь? й э кзе м пляр
(/ССВ у S л и ч а н с ой б * б л « отеке
пм. Н. К. КРУПСКОЙ
в
ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ'
Москва — 1 972
5 IK ‘ •
В книге изложены методы механической очистки сточ-
ных вод, технологические расчеты и конструкции при-
меняемых при этом сооружений и аппаратов (решеток,
песколовок и отстойников). Особое внимание уделено
новым конструкциям. Обобщен отечественный и зару-
бежный опыт проектирования и эксплуатации сооруже-
ний н аппаратов для механической очистки сточных вод.
Книга предназначена для инженерно-технических ра-
ботников, занимающихся проектированием и эксплуата-
цией канализаций населенных мест и промышленных
предприятий.
Таблиц 14, рисунков 114, библиография 76 наимено-
ваний.
X—2-JC
БЗ Лй 2—72 — М 40
ПРЕДИСЛОВИЕ
В соответствии с Директивами XXIV съезда КПСС девятым
пятилетним планом развития народного хозяйства СССР иаме-
чаек’я грандиозная программа промышленного и жилищного
с 1 роитсльства. В связи с этим должны будут увеличиться объе-
мы и темпы строительства очистных канализационных сооруже-
ний. Разработка и применение новых сооружений позволят со-
кратить объемы строительных работ и снизить их стоимость,
улучшить эксплуатацию и повысить надежность работы очист-
ных сооружений.
Механическая очистка сточных вод применяется преимущест-
венно как предварительная. Лишь при соответствующем обосно-
вании возможно применение ее как окончательного метода очи-
стки сточных вод. Механическая очистка обеспечивает удаление
взвешенных веществ из бытовых сточных вод на 60—65%, а из
некоторых производственных сточных вод на 90—95% и сниже-
ние ВПК сточных вод до 20—25%. Задачи механической очистки
заключаются в подготовке сточной воды к биохимической, хими-
ческой или другим методам окончательной очистки сточных вод.
Механическая очистка сточных вод является в известной степени
самым дешевым методом их очистки, а поэтому всегда целесооб-
разна наиболее глубокая очистка сточных вод механическими
методами.
Современные очистные станции имеют в своем составе решет-
ки, песколовки и отстойники. Тип и размеры сооружений зависят
преимущественно от состава, свойств и расхода сточных вод, а
также от местных условий.
В настоящей работе изложены технологические расчеты и ос-
новы конструирования наиболее часто применяемых сооружений
механической очистки сточных вод — решеток, песколовок и от-
стойников, по которым в последние годы были проведены обшир-
ные исследования и появилось много нового в их расчете и кон-
струировании
При написании книги использован отечественный и зарубеж-
ный опыт исследований и проектирования сооружений механиче-
ской очистки сточных вод.
В написании стр. 119—139 принимал участие инж. В. Н. Ни-
колаев.
Авторы выражают благодарность за полезные советы рецен-
зенту рукописи д-ру техн, наук В. Г. Перевалову.
ГЛАВА,
РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ РЕШЕТОК
1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕШЕТКАХ
Решетки служат для улавливания крупных загрязнений (тря-
пья. бумаги, мочалы и др.). В отечественной практике примени-;
ются три типа неподвижных решеток с подвижными граблями;
для снятия загрязнений (рис. 1.1);
I)	московского типа, устанавливаемая под углом 60° к гори-:
зонту и очищаемая граблями, которые движутся перед решеткой
по течению сточной воды (рис. 1.1, а);
2)	ленинградского типа, устанавливаемая также под углом
60° к горизонту, но очищаемая граблями, которые движутся за
решеткой по течению сточной воды (рис. 1.1,6);
3)	вертикальная, очищаемая граблями, которые движутся за
решеткой по течению сточной воды (рис. 1.1,в).
Наиболее эффективны в технологическом отношении конст-
рукции решеток двух последних типов. Благодаря их очистке
граблями, движущимися за решеткой по течению воды, исклю-
чаются продавливание и проскок загрязнений через решетки при
«.нятии и извлечении их из сточной воды.
В настоящее время начинают применяться комминуторы (ре-
шетки-дробилки), конструкция которых аналогична зарубежным
образцам. Благодаря дроблению улавливаемых загрязнений под
водой обеспечивается высокая степень санитарных условий очи-:
стных станций.
Эффективность улавливания загрязнений решетками сравни-:
тельно низка, о чем свидетельствует опыт эксплуатации станций;
Данные исследований работы решеток в литературе практик
чески отсутствуют. Это объясняется сложностью постановки экс-)
периментов и, в частности, сложностью определения содержаний
в воде загрязнений, которые подлежат улавливанию решетками^
Об эффективности работы решеток ясно свидетельствую4
данные о соотношении количества загрязнений, задержанных по)
следовательно установленными решетками различного размер3*
На рис. 1.2 представлены данные наблюдений за работой peinef
ток Щукинской биологической станции (ЩБС) Москвы и ряД®
других станций [II], рассчитанных по зависимости:
—* — f I h \	(11 
3.	\ь J ’	'' j
где 3i и 32 — количество загрязнений, задержанных соответ-
ственно первой и второй решетками;
bi и 62 ширина Прозоров между стержнями соответст-
венно первой и второй решеток.
На основании анализа полученных зависимостей можно сде-
лать следующие выводы:
1)	последовательная установка двух решеток с прозорами
одинакового размера обеспечивает задержание отбросов в Обра-
за больше, чем установка одной решетки;
2)	последовательная установка двух решеток, из которых вто-
рая имеет размеры прозоров в 2 раза меньшие, чем первая (на-
пример, первая с размерами прозоров 20 мм, а вторая 10 мм),
обеспечивает задержание отбросов в 2 раза больше, чем уста-
новка одной решетки с большими размерами прозоров;
3)	установка одной решетки с наименьшими возможными
размерами прозоров между стержнями (6=16 льм) обеспечивает
задержание, по-видимому, менее 50% всех отбросов, содержа-
щихся в воде.
Таким образом, проведенное обобщение опытных данных, как
и опыт эксплуатации очистных сооружений, свидетельствует о
неудовлетворительной работе решеток. Это ухудшает и затруд-
няет работу последующих сооружений очистных станций. Выпа-
дение неуловленных крупных загрязнений приводит к загрязне-
нию осадка песколовок органическими примесями.
Так, например, на ЩБС в начале работала одна решетка с
прозорами размером 6 = 19 мм и очисткой загрязнений механи-
зированным способом. Затем за ней была последовательно уста-
новлена вторая решетка с прозорами размером 6 = 19 мм и руч-
ной очисткой. На рис. 1.3 приведены данные об изменении содер-
жания песка в сухом осадке из песколовок и его зольности по
месяцам года, из которого видно, что после установки второй ре-
шетки содержание песка в сухом осадке / возросло в среднем с
59,3 до 71,3%, а его зольность 2 увеличилась с 68,5 до 82,7%.
Рис. 1.1. Схемы решеток
5
Рис 12. Зависимость соотноше-
ния количества уловленных за-
грязнении последовательно
установленными решетками от
соотношения величин их про-
зэров
Установка второй решетки была вы.
звана частыми засорениями гидр0'
элеваторов песколовок, после ее
установки эти засорения практичес-
ки прекратились.
Из изложенного следует, что по-
вышение степени улавливания круп-
ных загрязнений на решетках спо-
собствует существенному улучше-
нию работы песколовок.
В современных песколовках —
тангенциальных и аэрируемых —
практически исключается выпаде-
ние в осадок крупных органических
примесей, содержащихся в сточной
воде. Поэтому только кажется, что
ранее описанные недостатки в рабо-
те решеток не будут иметь вредных последствий. Как правило,
крупные органические загрязнения содержат много налипшего
песка. При совершенной работе песколовок вместе с крупными
органическими загрязнениями этот песок выносится через песко-
ловки в отстойники. А. А. Карпинский в одной из своих работ
отмечал, что количество проносимого через песколовки таким
образом песка может достигать 25% общего его количества, со-
держащегося в сточной воде. Это обстоятельство было отмечено
и на Кожуховской станции аэрации после пуска в эксплуатацию
новых горизонтальных песколовок.
Таким образом, снижение степени улавливания из сточных
вод крупных органических примесей вызывает снижение степени
улавливания песка при эксплуатации любого типа пескоулавли-
вающего устройства. Следует отметить, что поступление и улав-
ливание в отстойниках недробленых крупных органических при-
месей снижает текучесть осадка и затрудняет выгрузку из от-
стойников и транспортирование его по трубопроводам.
Поступление крупных органических загрязнений затрудняет
работу и других сооружений — биофильтров и аэротенков, а так-
же насосов и другого механического оборудования очистных
Рис. 1.3. Изменение со-
держания песка в сух°м
осадке и его зольности
по месяцам
6
।линии; ухудшает санитарные условия очистных станций из-за
наматывания на оборудовании и зависания над сооружениями
грянья, бумаги, мочалы и др.
Таким образом, необходимо повышать эффективность рабо-
1Ы существующих типов решеток и создавать новые типы соору-
жении для обеспечения высокой степени улавливания крупных
органических загрязнений.
Решение этой задачи было бы весьма простым, если бы мож-
но было применять решетки с прозорами малых размеров меж-
ду стержнями (6 = 6 :- 10 мм), но увеличение степени стеснения
гк тока жидкости приведет к значительному (более чем в 2 раза)
сокращению скоростей ее движения в камерах решеток и они бу-
дут работать как песколовки.
2.	РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ РЕШЕТОК
Эффект работы решеток в значительной степени зависит от
правильного их расчета, заключающегося в определении разме-
ров собственно решеток и камер, в которых они устанавливаются.
Общая ширина решетки при известном числе прозоров меж-
ду стержнями решетки п определяется по формуле
B = s(n — \) + bn,	(1.2)
де s—толщина стержней;
b—ширина прозоров между стержнями (рис. 1.4).
из которой
(L4)
П ЬН&р
где (Ор — площадь прозоров решетки;
q— максимальный расход сточных вод;
//j— глубина воды перед решеткой;
а— угол наклона решетки к горизонту; *
Vp _ средняя скорость движения сточной воды в
решетки.
прозорах
Рис. 1.5. Схема установки решетки
в камере.
d — разрез; б — план
При этом обычно указыва
лось, что в формулы (1.3)
(1.4) следовало бы ввести sin?
вместо С sin а. Однако дан.
ные опытов подтверждают
большую справедливость фоп,
мулы (1.4).
Нетрудно показать, Что
при выводе формулы (1.4) до_:
пущена ошибка. Эта ошибка
заключается в определении
расхода сточных вод, как про.!
нзведения площади прозоров
решетки (наклоненной под уг-
лом а к горизонту) на сред
нюю скорость движения жид
кости в прозорах решетки,
вектор которой направлен по:
углом к площади прозоров ре-
шетки, а не перпендикулярен ей (рис. 1.5). Это противоречит
основному определению расхода сточных вод, который равен
произведению площади живого сечения потока1 на величинуеп
средней скорости.
Таким образом
Я = Vp’
где	и”— нормальная составляющая (к площади решетки!
средней скорости движения потока жидкости в про
зорах решетки, равная
—upsina,	(1.6s
а	;
ЬпН,
Юр = ----i-.	(Ц
sin а	I
С учетом выражений (1.6) и (1.7) уравнение (1.5) приобрел
тает вид
q = ЬпН^р,	(1.8:
откуда
п = -±-	(I.»
bH1Vp ‘
Таким образом становится понятной большая сходимость,
опытных данных с результатами расчетов, получаемых по форму
ЛС Л,!’ хеСЛИ В Нее входит величина sin а. При этом форму
ла (1.4) более приближается к формуле (1.9). Например, ееД
угол наклона решетки а = 60°, то sing=Q,866. а /^n7t=0-93
движения Ж,Юе С<ЧеНИе потока. проведенное нормально направлению^:
8
Величину средней скорости жидкости в прозорах решетки ре-
комендуется принимать не более 1 м]сек [19], так как в против-
ном случае засорения будут продавливаться через решетку.
Однако формулы (1.8) и (1.9) не учитывают стеснение пото-
ка граблями (при механической очистке) и задерживаемыми на
решетке засорениями. Указанное стеснение можно учесть коэф-
фициентом Кл. При этом формулу (1.9) можно записать:
п = —— К3.
ЬН1ир
(МО)
Анализ результатов проведенных нами опытов позволяет ре-
комендовать следующие значения коэффициента К3: при меха-
нической очистке 1,05, а при ручной очистке (при систематичес-
ком наблюдении) 1,1 —1,2.
Для повышения эффективности улавливания крупных орга-
нических примесей можно применить следующие способы.
1.	Пропуск сточной воды через две последовательно установ-
ленные решетки. Как указывалось выше, на ЩБС длительное
время работали две последовательно установленные решетки,
имеющие размеры прозоров 6=19 мм. Небольшое расстояние
между ними позволило осуществить привод граблей от одного
электродвигателя. В связи с изложенным представляется целе-
сообразным при поступлении сточных вод на очистную станцию
под напором проектировать решетки на насосной станции и на
очистных сооружениях.
2.	Устройство решетки с небольшими размерами прозоров
(6 = 8-е- 12 мм). Однако это возможно при условии предвари-
1ельного улавливания из сточных вод основной массы крупного
песка. Так, в частности, решается эта задача на очистной стан-
ции в г. Брно (ЧССР) [3]. Состав головных сооружений этой
станции следующий: песколовка для улавливания крупного пес-
ка, решетки с размерами прозоров Ь, равными 150 и 10 мм, пес-
коловки (сооружения расположены в указанной последователь-
ности).
3.	Установка решетки под углом к потоку в плане1.
М. М. Дворецкий заметил, что «движущиеся в потоке длинные
волокнистые вещества при переменном направлении движения
успешнее задерживаются решетками» [11]. На основе наблюде-
ний им была установлена значительно более высокая степень
улавливания крупных органических примесей решеткой со
с тержнями, расположенными под углом 30—45° к направлению
потока, чем обычной решеткой.
В решетке, приведенной на рис. 1.6, сохранен принцип рабо-
ты опытной решетки М. М. Дворецкого: стержни ее расположены
под углом к направлению движения потока.
1 В конструировании решеток, наклоненных к горизонту, возникают неко-
торые трудности.
9
Гидравлические параметр^
работы, свойственные обычнщ;
решеткам, можно сохранить в ре,.
шетке, установленной под угЛои’
к потоку, даже при меньшем paij
мере прозоров между ее стерж.:
ними. Скорость течения сточной
воды в решетке с размером про-;
зоров Ь = 10 мм будет такой же.’
как и в нормальной решетке с
размером прозоров Ь = 16 мм при;
условии, если первую решетке
установить к потоку под углом
y = arccos^?-, (1.Ц
Вр
то
Рис. 1.6. Схема установки решетки
под углом у к потоку
где пил'—число прозоров в
Bp _ s(n— 1) +6»
Вр .. s (п' — 1) + Ь'п' ’
решетке, установленной к на
правлению движения потока соответственно нор
мально и под углом.
ор
При величине s = 8 мм и указанных размерах прозоров — -
вр
j Учитывая, что 24п^>8 и 18nz^>8, с достаточной сте
18л' — 8
пенью точности можно принять
^p_ = -^L	(1.12
Вр 18л' •
При	л и n' = —q— BJB' = 0,83.
Н	ЬН^р	b'H^Vp Р Р	Г
По уравнению (1.11) определяется угол у, под которым следу
ет установить решетку к направлению движения потока, чтобы
сохранить оптимальные гидравлические параметры ее работы.
Для принятых условий он оказывается равным 34°.	j
При проходе сточной воды через установленную к потоку п0;''
углом решетку поток совершает два поворота: перед входом к
прозоры между стержнями и после выхода из решетки. Это
зываст дополнительное увеличение потерь напора, которое нео ?
ходимо учитывать при проектировании решеток.	J
Таким образом, проектирование решеток, установленных
углом к направлению движения потока, позволит значителЫ
повысить эффективность улавливания из сточных вод крУп^
органических примесей вследствие изменения направления Д0*
жения потока и уменьшения размера прозоров между с^еР
ними.
10
оддержапие в прозорах между стержнями и камерах pe-
ine 1 ок постоянной скорости движения потока вне зависимости от
изменения расхода сточных вод (по часам суток и в отдельные
сутки).
Приближенное гь гидравлических расчетов при построении
профиля «по воде» приводит к тому, что в ряде случаев в каме-
рах и прозорах между стержнями решеток не обеспечиваются
расчетные скорости движения сточных вод. При изменении рас-
ходов сточных вод они также изменяются (возможно как умень-
шение, так п повышение их но сравнению с расчетными). Умень-
шение скоростей движения потока приводит к выпадению осад-
ка в камерах решеток, а повышение — к продавливанию и
проскоку загрязнений через решетки. Чтобы исключить эти явле-
ния, желательно после решетки устанавливать специальные регу-
ляторы скоростей — водосливы или водомерные лотки. Методика
расчета таких устройств аналогична методике расчета регулято-
ов скоростей в песколовках [29]. Наиболее целесообразно при-
менять единые регуляторы скоростей движения потока для ре-
шеток и песколовок.
Уловленные на решетках загрязнения дробятся в дробилках,
а затем их либо возвращают в воду перед решетками, либо с уп-
лотненным активным илом транспортируют в метантенки для
сбраживания. Последнее мероприятие в большей мере отвечает
требованиям высокой эффективности работы песколовок, отстой-
ников и других очистных сооружений.
Требованиям высокой эффективности работы и санитарным
требованиям в большей мере удовлетворяют комминуторы, кото-
рые широко применяются за рубежом. Они имеют размеры про-
оров между стержнями 6—8 мм, а скорость движения сточных
вод в их камерах и прозорах между стержнями регулируется
специальными устройствами на выходных каналах.
Опыт эксплуатации последних лет показывает, что коммину-
юры целесообразнее устанавливать перед песколовками, а не
после них, как это рекомендовалось прежде.
Сотрудниками Люблинской станции аэрации испытан комми-
ттер, выполненный по проекту института Мосводоканалниипро-
ект. Комминуторы, аналогичные испытанному, но с некоторыми
усовершенствованиями, могут найти широкое применение в оте-
чественной практике.
3. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НАПОРА В РЕШЕТКАХ
Решетка, камера для нее и другие сопутствующие сооруже-
ния должны проектироваться так, чтобы гидравлические условия
работы решетки были всегда оптимальными [51]. Эти условия
работы достигаются тщательным гидравлическим расчетом уров-
ня воды в каналах до и после решетки. На точность этих расче-
тов существенно влияет точность определения потерь напора в
собственно решетке.
11
Потери напора	вызываемые решетками, определяю^
по формуле	9	;
^ПОТ = £	’	(1.13);
е v - средняя скорость движения жидкости перед решеткой^
о-_____ускорение силы тяжести;	)
^-коэффициент местного сопротивления решетки. ।
Коэффициент местного сопротивления решетки обычно реко.;
мендуется определять по формуле Киршмера [19]
sina>
где р_ коэффициент, зависящий от формы стержней (табл. I.K
и рис. 1.4);
а —угол наклона решетки к горизонту.
За последние годы получает распространение формула.
А. Р. Березинского, основанная на новейших опытах [6],
sin a,
1.6 «
I 2,3
(1.15)
где k— коэффициент, зависящий от формы стержней, значение
которого можно принимать по табл. 1.1 и рис. 1.4;
I— ширина стержней (см. рис. 1.4).
Таблица 1.1
Значение коэффициентов § в формуле (1.14) и А: в формуле (1.15)
Коэффициент	Форма стержней						
	/	11	111	1 IV	V	1 V/	1 VII
₽	2,42	1,83	1,67	1,035	0,92	0,76	1,79
k	0,5	0,37	0,32	0.21	0,18	0,15	0,36
S
Ь
и относительной ш11
Формула (1.15) учитывает зависимость коэффициента £ оГ.
степени стеснения потока решеткой
рины стержней 11b. Из опытов значения k были получены лишь
для трех видов стержней (эти значения в табл. I. 1 выделены;
жирным шрифтом). В. Б. Дульнев [16], основываясь на законо-
мерной связи между значением р в формуле (1.14) и значением
к в формуле (1.1э) для исследованных стержней (k/R = 0,2), опре'
Де*Чл! ДНаЧе1П/? \ “ д?,я ДРУГИХ виДов стержней (см. табл. ЫЬ
рлулы ( .14) и (1.15) не учитывают влияния на потери на
пора элементов жесткости и каркаса (рам) решеток и загрязис.
12
ний. Поэтому применение этих формул для расчета канализаци-
онных решеток без соответствующих коррективов не может дать
достаточно удовлетворительных результатов. При устройстве ре-
шеток с механической очисткой канал, в котором устанавливает-
ся решетка, с боков сужается (стесняется) рамой и кожухом
(ограждением) цепей, перемещающих грабли. При этом поток
перед входом в решетку сужается с ширины до В (см.
рис. 1.5), а за решеткой вновь расширяется.
Проведенные нами вычисления для возможных в практике
размеров решеток показали, что потери напора, возникающие от
указанных сужения и расширения потока, незначительны и ими
можно пренебречь. Однако для удобства расчетов целесообраз-
но определять потери напора в решетках в долях от скоростного
напора в канале, а не перед решеткой, как это следует из форму-
лы (1.13), т. е.
v~
Лпот = ^,	(1.16)
где vK— скорость движения жидкости в камере перед решеткой;
£к — коэффициент местного сопротивления, отнесенный к
скорости vK потока.
Учитывая, что
q = toKvK = сои	(1.17)
или
BKH1vK = BHiv,	(1.18)
получим
Здесь сок и со— площадь живого сечения соответственно кана-
ла и всей решетки;
Вк и В— ширина канала и решеток;
Hi — глубина сточной воды перед решеткой.
Подставляя значение и2 из уравнения (1.19) в формулу (1.13),
получаем
а сравнивая формулы (1.16) и (1.20), получаем
Для подстановки в формулы (1.20) и (1.21) значения коэф-
фициента £ можно пользоваться формулами (1.14) или (1.15).
Определение потерь напора в решетках с учетом загрязнений
пре де га вл нет весьма сложную задачу, так как канализационные
решетки даже при непрерывной их очистке практически загряз-
иены, а поэтому в них вызываются значительно большие сопро-
^нпптпвпения, возникающие при течении чист»,
тивления чем сопр • рекомендуется потерн напора, вЫчн;
Shc	ть в 3 ₽а3а' т '•
'к
Лпот Ьк Р'	(1.22;
гае р - коэффициент для увеличения потерь напора т е. сопр€.
тнвления его при течении чистой воды (р=3).
При проектировании Курьяновской станции аэрации-КС
(Москва) — величина р была принята равной 2.
1 Дтя выяснения степени влияния загрязнении на гидравличе
ское сопротивление решеток нами были проведены исследова-
ния двух решеток, установленных на КСА.
Эти’ решетки состоят из прямоугольных стержней толщиной
s=10 «« и шириной / = 70 мм, наклоненных в рабочем положе
нии под утлом а=60° к горизонту; ширина прозоров между
стержнями Ь = 16 мм. Очистка каждой решетки производится че
тырьмя механическими граблями, перемещаемыми двумя беско-
нечными цепями, которые опоясывают звездочки-блоки (верхние
звездочки — ведущие). Общая ширина решетки В =1,8 л; шири
на каналов Вк = 2,3 м (см. рис. 1.5).
Исследование решеток сводилось к определению потерь на:
пора при заданном расходе сточных вод и нормальной рабою
граблей по очистке решеток от загрязнений.
Перед проведением опытов производилась нивелировка дна
канала до и после решетки и условных нулей шпитценмасшта
бов, служивших для определения отметок уровней жидкости
также до и после решетки. Абсолютные отметки уровней сточной
воды вычислялись как разности отметок условных нулей шпнт-
ценмасштабов и отсчетов по ним (превышение условных нулей.1
шпитценмасштабов над уровнями воды).
Следует отметить, что уровни сточной воды определялись нс:
непосредственно в канале, а в специальных отдельных колодцам
соединенных с потоком канала, несколько выше его дна5
(см. рис. 1.5). Эти колодцы были выполнены во время строитель-
ства и, по-видимому, предназначались для перевода решеток н^
периодическую автоматическую очистку. Это позволило значи-;
тельно снизить ошибки в определении отметок уровней сточной'
воды, обусловленные пульсацией потока. Из полученных резуль-.
татов измерений вычислялись глубины, живые сечения потоков,
и разность отметок уровней сточной воды до и после решеток
о время опытов на отводящем канале измеряли расход111,
сточной воды при помощи гидрометрических вертушек.
На основании проведенных измерений находили потери нап°
ЛыЛРЛ^!.ТКаХ’ 3аТеМ И3 опытнь,х Данных по уравнению (М61;
S ^и^НЫпЗНаЧеНИЯ КоэФФиииентов местных сопротивл^
ны Iup 17 ПолУченные результаты вычислений представлю
ны на рис. 1.7 по зависимостям £K = f(oK) и ^=f(vP).
14
Как следует из этого графика, коэффициент зависит от
средней скорости потока в канале или, что то же самое, от сред-
ней скорости потока в прозорах решетки. При этом с увеличени-
ем указанных скоростей значения коэффициента возрастают.
Подобной зависимости не отражают формулы (1.14) и (1.15).
Все опыты, проведенные при пропуске чистой воды через ре-
шетки, свидетельствуют о том, что коэффициент местного сопро-
тивления решетки не зависит от средней скорости течения.
Полученный результат можно, однако, легко объяснить раз-
личной степенью загрязнения решеток. Увеличение скоростей по-
Ри 1.7. Зависимость
коэффициента ик от
средней скорости
сточи й воды в про-
зорах решетки
/ и 2 — опытные точки
я решеток соответст-
венно № I и 2; 3 — по
данны опытов; 4 — по
мулам (1.14) и (1.21);
— по формулам (1.15)
н (1.21)
тока vK или равнозначно соответственному увеличению на-
грузки по расходу сточной воды на единицу площади решеток.
а это, в свою очередь, приводит и к увеличению количества за-
держиваемых загрязнений, так как их концентрация в сточных
водах практически постоянна. В то же время скорость очистки
решеток (скорость перемещения граблей) неизменна. Поэтому в
каждый данный момент времени коли-
чество находящихся на решетке за-
грязнений зависит от скоростей пото-
ка vK и vp, что, в свою очередь, влияет
па величину потерь напора.
Значительный разброс опытных
точек на графике (см. рис. 1.7), по-ви-
днмому, объясняется различной сте-
пенью загрязнения решеток при дан-
ной скорости.
На графике, приведенном на рис. 1.7,
нанесены также результаты вычисле-
ний значений коэффициентов £к по
формулам (1.14), (1.15) и (1.21).
Значение коэффициента вычис-
ленное по формулам (1.14) и (1.21),
соответствует наименьшим значениям
£1:, полученным из опытов. Этого сле-
довало ожидать, так как формула
(1.14) не учитывает влияния на коэф-
финиент t, уловленных загрязнений.
Рис. 1.8. Сравнение величин
потерь напора Л«<>т, полу-
ченных по формулам с опыт-
ными данными
/ — по данным опытов; 2 — по
формулам <1!3) в (1.15)
15
CT1I /.’нот
и ' п н-смотпенного сравнения вытекает и друюп вывод: при Ск
пС'ге движения сточной воды в канале менее 0,34 м!сек. й’-
I,;, решетки мепее 0.7 -v/.vx влияние уловленных загряз,’
„е.'пчш.у погерь напора в решетках с механизирован^
очисткой практически не сказывается.
Значение коэффициента U вычисленное по формулам (1.15)‘
н (1 21). заметно превышает некоторые значения £к, полученный
из опытов.
В связи с этим были подвергнуты совместному анализу фОр
мела (1.15) и результаты опытов А. Р. Березинского.
Один из графиков с результатами обработки опытных дан-
ных. заимствованный из статьи А. Р. Березинского [6], представ
лен на рис. 1.8. На этот график была нанесена кривая зависимо
= Н_!_А При скорости движения сточной воды v-
\ $ 4~ /
— 0.6.w,сек. вычисленная по формулам (1.13) и (1.15). Из графи
ка следует, что исследованиями А. Р. Березинского охвачены ре
шетки лишь со значениями —<0,25. В рассматриваемомслу
чае (для решеток КСА) величина этого отношения равна 0,385
В диапазоне значении -----, охваченных исследованиями
$4-6
зависимость h=f (—по формулам (1.13) и (1.15) имеет боль
шую кривизну, чем по опытным данным (см. рис. 1.8). Это него,
ответствие за пределами, охваченными исследованиями [при экс
трансляции формулы (1.15)], приводит к завышению значений ко
эффипиентов и по сравнению с действительными. Таким образом
следует иметь в виду, что при расчете канализационных решеток
для которых значение —Добычно более 0,25, формула (1.15) не<
достаточно точна.	*
На^основании результатов опытных данных (по прямой 3
рис. 1.7) были вычислены значения коэффициента р, учитываю^
шего влияние загрязнений на потери напора в решетках при ра3^
ных скоростях потока в прозорах решетки ир. При этом коэфф11»
циент при течении чистой воды вычислялся по формуле
Зависимость коэффициента р от скорости потока ур в м1с$.
выражается формулой
Р = 3,36 vp — 1,32.	(1-^
При наибольшей допустимой скорости потока в прозорах Ре
шстки t’p=l м)сек коэффициент р%2
Следует, однако, иметь в виду, что полученные результат
основываются на опытах, проведенных на решетках определен
ных размеров.	1
В связи с отсутствием других данных о влиянии загрязнений;
на потери напора в решетках эти коэффициенты могут прнМе
пяться при проектировании.	т
16
ГЛАВА fl
РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ СООРУЖЕНИИ
ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ПЕСКА
1. СОДЕРЖАНИЕ ПЕСКА В СТОЧНЫХ ВОДАХ
И КЛАССИФИКАЦИЯ СООРУЖЕНИИ ДЛЯ ЕГО УЛАВЛИВАНИЯ
11 Содержание песка в сточных водах
При мытье овощей, обуви, полов помещений и использовании
в<’ды для других бытовых целей в сточную воду попадают не-
растворимые минеральные вещества: в основном песок, в мень-
шем количестве шлак, уголь, стекло и др. Большое количество
песка попадает в сточную воду при инфильтрации грунтовых вод
в канализационную сеть через неплотности стыковых соедине-
ний и в местах разрушения труб, при поступении поверхностных
вод через люки колодцев и при других дефектах и нарушениях
правил эксплуатации канализационных сооружений. Сточные во-
ды промышленных предприятий также содержат большее или
меньшее количество песка. Сброс их в сеть бытовой канализации
часто приводит к повышению содержания песка в городских сто-
чных водах Ч
Очевидно, что еще большее количество песка и других мине-
ральных примесей содержится в сточных водах общесплавных
систем канализации. Это объясняется смывом песка1 2 в больших
количествах с крыш, улиц и проездов талыми и дождевыми во-
дами, поступающими в канализацию.
Песок имеет большой удельный вес и плохо транспортируется
потоком сточной воды по канализационным сетям. При малых
скоростях течения сточной воды песок выпадает в осадок. Отло-
жения в трубах образуют новое «ложе» (лоток), которое имеет
плоскую форму или форму гряд.
Накопление осадка сужает сечение труб. В ряде случаев это
сужение может быть настолько значительным, что пропуск посту-
пающего расхода сточной воды становится возможным лишь при
напорном режиме ее течения, который создается вследствие под-
топления вышерасположенных смотровых колодцев. Подобные
условия работы сети совершенно недопустимы, так как приводят
1 Здесь и в последующем под городскими сточными водами подразумева-
ется смесь бытовых и производственных сточных вод, поступающих от горо-
дов и населенных мест.
2 Здесь и в последующем под песком подразумеваются не только песок, по
п другие нерастворенные'мннервль4«й^-н^нм^виг-в4йдй*^кйи1щиеся в сточной воде.
s	экземпляр	Т	17
--*><. uni (ийрогеяв I
г м. И. к.
« tpi'i течения сточной воды на вышележащие
к уменьшению	^^порке „х осадком. Таким обра^|
участках сети, к 1 \' на ОДИом участке вызывает нарушЗ
ннГ^^ЛегХльшой протяженности, лежащей выше эТ0Г(|
 ЧЗСп Точной воде содержатся крупные загрязнения органа^
В иочнон i воде ' пье> МОчала, бумага и др.), которц?
ского происхожд н (тр	потоком. Такого рода заград
О6Ы"И" Хяюп-я “а Х^ющпеся препятствия (камни,
ап'Тост попавшие в стыки труб, швы кладки или места смещ,.
ния звеньев труб), задерживаются и образуют небольшие под
попы Около Snx происходит накопление песка, которое можв
выдать полную закупорку труб. По указанным причинам про;
исходят засорения в большинстве случаев на участках сет,;
имеющих отложения, и реже на участках, не имеющих отложе!
Участки канализационной сети, в которых образуются отло.
жения. требуют периодической профилактической промывки или
прочистки.
При достаточно больших скоростях течения воды в сети, выше
так называемых «самоочищающих» скоростей, песок транспор-
тируется потоком вплоть до очистных станции. Поступление песка
на очистные сооружения нарушает их эксплуатацию, поэтому в
начале очистных станций устанавливают песколовки.
Осадок, улавливаемый песколовками, содержит не только пе-
сок. но и большое количество органических загрязнений.
В табл. 11.1 приведены эксплуатационные данные о количестве
Таблица П.1-
Количество осадка, задерживаемого песколовками
	Количество		Количество :
Очистные сооружения	осадка в л на 1000 ж1	Очистные сооружения	осадка в •< ? на 1000 № ।
	сточной воды		сточной ВОДЬО
СССР		Гэри		38
Щукинская биологиче-		Саут-Бенд		10
ская станция 		19—73	Арлингтон ......	14—16
Курьяновская станция аэрации 	 Люблинская станция	46-57	Цинциннати 	 Ист-Гартфорд ....	7 13-16
аэрации .	31-46	Миннеаполис .	...	52
США		Литл-Майами ....	16-27
		Сопом 		16—35
В г. Кливленде:		Толедо	15-21
Западная станция	19		
Восточная >	20—28	1	Канада	
Южная	>	9—13	| Виннипег	21-35
18
осадка, задерживаемого песколовками разных очистных станций,
а в табл. II.2 — данные о содержании в сухом осадке песколовок
не» ка [12]. Содержание песка в осадке песколовок зависит от их
конструкции и режима работы и колеблется в пределах от 25 до
95%. Чем больше содержание песка в осадке песколовок, тем
лучше он обезвоживается и в меныпей степени подвергается за-
шиванию. При большом содержании песка в осадке песколовок
упрощается его утилизация — он может быть использован для
подсыпки выемок или для других целей.
Таблица 11.2
Содержание песка в осадке
Очистные станции
Содержание песка
в сухом осадке в %
Щукинская биологическая станция
Курьяновская станция аэрации .
Люблинская »	»
68—81
55—60
78—83
Качество осадка песколовок хорошо характеризует и золь-
ность, которая обычно определяется при контроле за работой
песколовок. Зольность осадка зависит от содержания песка в
осадке и Обычно превышает его на 3—7%.
В табл. П.З приведены данные о фракционном составе песка,
задерживаемого песколовками. Основная масса песка, содержа-
щегося в сточной воде, состоит из песчинок диаметром менее
1 мм.
Таблица П.З
Фракционный состав песка, содержащегося в осадке песколовок
Очистные станции	Состав песка в % (по весу) при диаметре его частиц в мм 				
	>•	0.5-1	|	0.25—0,5	<0.25
Щукинская биологическая станция	3	19	33	45
Курьяновская станция аэрации .	14	19	27	40
Песколовками улавливается не весь песок, содержащийся в
сточной воде. Мелкий песок частично «проскакивает» песколов-
ки. Поэтому фракционный состав песка, содержащегося в сточ-
ной воде, отличается от приведенного в табл. П.З большим содер-
жанием песка мелких фракций.
2*
19
В связи с исследованием работы песколовок на Кожухов^
станции аэрации (^Москва) были проведены ’	1 льные^
по определению содержания песка в сточной воде и его фгг
ционного состава. Было установлено, что содержание песк°
сточной воде сильно изменяется по времени и составляет 2—-42
на 1000 м3 сточной воды. Это изменение объясняется периода
ским выпадением песка в осадок в резервуарах шсосных
ций и канализационной сети, а также последующим размЫй
Рис. Г *
ка, содержащегося в сточной воде
/ - по данным отдельных опытов; 2 - по средним данным
граФик Фракционного
отмечено, что ф₽.«
Результат!I исгпрплп еТС? l,dUI|ii юлыю постоянным,
ненные результаты) «pS^STpTlU?V
Фракционный состав песк г	Т а б Л И Н 3
"— --------------*' одеРжащегося в сточной воде
Диаметр песка в мм
Состав песка в % (по
весу) .	'
5,4
	1 = S ос 	: Ч	0,25—U,5	0,25
		34,4	•1К.1
20
Содержание песка в производственных сточных водах весьма
различно и зависит от характера и технологического процесса
[20, 43].
В сточных водах общесплавных систем канализации песка
содержится значительно больше, чем в бытовых сточных водах
Некоторые данные о составе осадка из песколовок очистной стан
ции г.  ушкина, имеющего общесплавную систему канализации,
приведены в табл. II.5.
Таблица П.5
Характеристика осадка из песколовки очистной станции г. Пушкина
Показатели состава осадка
Наименование
в сухое время roia
во время таяния
снега и юждем
Влажность в %
Зольность в %
Содержание фракций размером
мм:
более 2 .	.	.
от 1 до 2
» 0,5 до 1	.	.
менее 0,5	.	.	.	.
Количество осадка на одного чело-
века в л/сутки................ .	.
75,1
43
28
3,5
31
37,5
0,046—0,031
34,2
89 (до 94,6)
22,4
13,1
19,5
4,5
0,068—0,054
При расчете объемов осадочных частей песколовок рекомен-
дуется принимать: влажность осадка 60%, объемный вес 1,5 r/.w1.
количество задерживаемого осадка 0,02 л при полных раздель-
ных и 0,04 л при общесплавных системах канализации на одного-
человека в сутки [19, 46].
Улавливать песок в пределах города или промышленного
предприятия путем устройства песколовок на канализационной
сети нецелесообразно. Обычно песколовки для улавливания пес-
ка располагают в начале очистных станций и сравнительно ред-
ко— перед насосными станциями. Песок, содержащийся в сточ-
ной воде, должен транспортироваться до песколовок потоком во-
ды по канализационным сетям.
2) Транспортирование песка
канализационными сетями
Процесс переноса потоком твердых частиц во взвешенном
состоянии представляет собой прямое следствие турбулентности
движущейся жидкости. При ламинарном движении потока от-
сутствуют причины для возникновения взвешивания; все твер-
дые частицы, попавшие в такой поток, будут неизбежно опускать-
111О Ирм турбулентном движении потока помимо главна
irX. " !итодольнои направлении возникают добавочные^
не ™ е ермешеиия масс жидкости, наличие которых и
,егсЛа той причиной переноса твердых частиц из НИЖВр
слоёв в верхние и транспортирования их во взвешенном еосто,
нпи на значительные расстояния.	сст
Многочисленные эксперименты, проведенные в СССР и за р.
бежом позволяют следующим образом охарактеризовать состою
ние твердых частиц в потоке при изменении условии (скорости
движения жидкости.
При сравнительно малых скоростях течения жидкости твер
дые частицы опускаются на дно и образуют неподвижное лол.
из наносов.
Существует некоторая скорость течения жидкости, при доел
женин которой наблюдаются первые движения наносов. Настуг
ленпе этого момента обычно характеризуется тем, что некоторая
часть зерен ианосов начинает вибрировать и, срываясь со своей
места, «перекатывается» на известное расстояние вниз, а отделе
ные частицы под воздействием потока оказываются перенесен
ними вниз путем небольшого «скачка». Постепенное возрастанк
скорости потока влечет за собой увеличение общего числа твер-
дых частиц, выводимых потоком из состояния покоя; при это’,
уже значительная часть этих частиц движется скачкообразна
Среднюю скорость потока, соответствующую этому состояние
твердых частиц в нем, называют «размывающей» скоростью.
При дальнейшем возрастании скорости потока на дне русл ,
образуются гряды, и движение частиц переходит в состояние гря
дового перемещения. Характерной особенностью этой формы пе:
ремещения твердых частиц является скачкообразное движени
их поверх гряд; достигая вершины гряды, частицы скатываются
вниз и попадают в застойную зону, где они и скапливаются. Твер
дые частицы, смытые с верховой стороны гряды, постепенно за,
полняют застойную зону, благодаря чему наблюдается медлен,
ное перемещение гряды. Скорость перемещения гряд сравни,
гельно невелика; она тем меньше, чем больше высота гряды Ц
меньше крупность движущихся частиц. Таким образом происхо
дит массовое влечение наносов в придонном слое потока.
С некоторого момента твердые частицы будут обладать тако»
они ок°аж^сГужеЮнреГМеЩеНИЯ’ ПрИ К0Т0Р0Й> падая с ГрЯД“
шей гпялы R тп В застоиной> а в подвижной зоне следу»0
массами bhvtok мт время часть частиц вовлекается вихревым
жения жидкости Так»? И веРемещается им в направлении ДвИ
цесс взвешивания и перемещения ТИСХ°ДИТ непРеРывный ПР°’
Вследствие iiwinunJ еи*ения твердых частиц потоком.
кого перемещения и перемешен С0Става час™Ц процессы гряД0'
текают одновременно Пепе^еНИЯ В0 взвешенном состоянии пр
состояние совровождаеГсяРпп°А Движения частиц во взвешенно'
степенным исчезновением гряд-
рость потока, соответствующая этом)' состоянию, называется
критической скоростью. Последняя зависит от количества частиц»
взвешенных потоком: чем больше насыщение потока наносами»
тем больше должна быть величина критической его скорости.
Из изложенного следует, что транспортирование песка кана-
лизационными сетями и их самоочищение будут происходить при
критических скоростях течения жидкости.
На основании исследований работы канализационных сетей
предложен ряд формул для определения критических скоростей
потока.
Рис. II.2. Сравнение значений крити-
ческих скоростей движения сточной
жидкости, вычисленных по различ-
ным формулам
/. 2 и 3 — по формулам соответственно
(11.1), (11.2) и (11.13)
Проф. Н. Ф. Федоров предложил следующую эмпирическую
формулу [47]:
°кр — 1»57 7 R м/сек,	(II. 1}
где m = 3,5 + 0,5/?;
R— гидравлический радиус в м.
Формула для определения критических скоростей потока,
предложенная проф. С. В. Яковлевым, имеет следующий вид [30]:
икр = 12,5 u0Rn'' м сек,	(11.2)
1	де и0—гидравлическая крупность песка (скорость осаждения
частиц песка в жидкости, находящейся в состоянии по-
коя) расчетного диаметра км/сек.
Для городских сетей раздельных систем канализации расчет-
ный диаметр песка рекомендовалось принимать d— 1 мм с гид-
равлической крупностью «о=О,1 м/сек.
Положительной особенностью формулы (II.2) является то.
что она учитывает зависимость критической скорости потока от
диаметра частиц песка, содержащегося в сточной жидкости.
На рис. П.2 представлены кривые критических скоростей по-
тока, построенные по формулам (II.I) и (П-2) при наибольших
расчетных наполнениях [46]. Из графика следует, что формула
(II.2) дает несколько меньшие значения критической скорости
потока Оцр, чем формула (П.1).
Сравним выражения (II.1) и (II.2) с формулой Шези
v^CVRT.	(П.З)
Коэффициент Шсзи С можно определить по ф |е|.
Il	II. Павловского	|И1
с
п	О'С чес
г.ла но формуле, предложенной в свое время С. В. ЯкОв 
ним [30].
С — 24,71g—,	»'
6 Е	(II |Ю
где г. коэффициент шероховатости стенок трубопровода
У = № л);
е— приведенная линейная шероховатость.
В итоге получим следующие формулы для минимальных^
лонов:
2,45
*мнн	2 *
c2r~ ™
156
Опыт эксплуатации показывает, что выражения (II.1) и (II
дают значения еКр, при которых заиливания канализационн:.
сетей практически не происходит (при соблюдении прочих уч
вин). Проанализируем формулы (II.1) и (II.2) с учетом дейс
вительных условий работы канализационных сетей, в которь
расход сточных вод резко изменяется по отдельным часам сутс
и по суткам.
Предположим, что в трубопроводе, не имеющем отложени
протекает расчетный расход сточных вод при скорости их дв
жения. равной критической скорости, которая вычислена по фк
муле (П.1) или (П.2). При снижении расхода сточных вод см
рость их движения уменьшится. Она станет меньше критически
для соответствующего наполнения (гидравлического радиуса)
трубопроводе и в нем выпадет осадок, что вызовет увеличен,
шероховатости русла. Так, если для чистых бетонных трубопр
водов коэффициент шероховатости л=0,014, то при наличии
нем отложений величина л=0,018 >0,022. Для нормальной Р
боты трубопровода при повторном достижении расчетного р*
хода сточных вод должно произойти его самоочищение, в против
ном случае он полностью будет заполнен отложениями.
Па рис. П.З представлены зависимости критической скор°сТ
(кривая 1) и скоростей течения воды в незаиленном (кривая -
и заиленном (кривая 3) трубопроводах диаметром 1 м от от"0
сителыюго наполнения h/d (при 1=0,00123). График подтвер#
ПРИ снижеиии Расхода сточных вод меньше ра четно
п? ИХ ТеЧСНИЯ СТанет меньше критической и выпадает оса
си^оЛи отанаполнРмиКа СК°Р°СТЬ движения сточных вод в
ия трубопровода будет изменяться в С"1
24
вегсгвии с кривой 3. Кривые / и 3 показывают, что при увеличе-
нии расхода сточных вод и лаже достижения в трубе расчетного
олнеиия скорость течения сточной воды не достигает крити-
ческой скорости и самоочищения трубопровода не прои< хотит
Таким образом получается, что скорость течения сточной во-
ды не может повыситься до критической, потому что в трубе
имеются отложения, а они не могут быть смыты, так как ско-
ро» н> 1ечения сточной воды не может достигнуть критической
Рис. П.З. Зависимости критической скорости и скорости течения сточ-
ной жидкости для трубы диаметром d=l м при /=0,00123 от отно-
шения h/d
/ — по формуле (II. 1); 2 — по формуле (II.4) при л=0,014; 3 — то же. при
л-0,018
скорое hi потока. Из этого следует, что трубопроводы, рассчитан-
ные на минимальные скорости движения сточных вод, которые
вычислены по формулам (II.1) и (11.2), будут непременно заили-
ваться без последующего самоочищения.
Однако, как уже отмечалось, заиливания труб при указанных
условиях практически не происходит. Это несоответствие являет-
ся следствием того, что формулы (П.1) и (П-2) не учитывают
всех влияющих факторов, и справедливость их ограничивается
определенными условиями (см. ниже).
Недостатки расчетов по формулам (11.1) и (П.2) не могут
быть оставлены без внимания по следующим причинам: 11 эти
формулы приводят к ошибочным формулам для расчета мини-
мальных уклонов труб (см. ниже); 2) теоретическая ошибочность
этих формул исключает возможность постановки научно обосно-
ванного эксперимента для выяснения зависимости величины гьр
от всех влияющих факторов.
25
Формулу дли определения критической скорости
С ТОЧНЫХ НОД МОЖНО получить ИЗ полуэмпирической I
бхлеитностп Прандтля..Кармана. Уравнения для ко-7"111 '
та гидравлического трения и распределения местных " •
движения жидкости по сечению потока в трубах, кото'
чены из полуэмпирической теории турбулентности, уч ^ь,е
дельно согласуются с опытами. Это дает основания и ПЛс1в°Г
формулы для определения критической скорости движ К ВЬ1й'
пых вод [52].	е»ия сТ(,
По теории Прандтля, в движущемся турбулентном
всегда наблюдается пульсационное движение частиц М Г1(,Тс
н поперечном направлении со скоростью [5], равной Ц Ж11ДКо
и'у =  
dy ’	(II
которое вызывает между слоям» жидкости касательное напп.
жение
.. / fill..\2
т»“р,Ы’
где Р — плотность жидкости;
du г
—-— градиент скорости в поперечном направлении;
dy
/—«длина пути перемешивания» (коэффициент пропс;
циональности).
Уравнение (11.8) с учетом выражения (II.9) может быть пре:
ставлено в виде
To
Uy =
Г Р
Учитывая, что по основному уравнению равномерного двнж1
иия [5] to=yRi, а из уравнения (11.3)^/ =	, получим
«, = ^. (“•"
> С
Здесь у — объемный вес жидкости.
Для взвешивания потоком песка с гидравлической КРУ
стью ип. очевидно, должно соблюдаться условие
или
v_V_g	О11
С °’
и г|'
Из условия (11.11) непосредственно следует уравнени
определения критической скорости потока [52]
о —
v«p-----~
Al
26
криги-
— уравнение общего ви-
случай уравнения (11.12).
Д . | определенного значе-
Гп.П°-поВИП Ур:Ш1,еи,1е (П-12) значения С по Форхгеймеоу
(П2^7о|к'вРя\<Х™а4’1 "Р" ""°'°255 ЛОЛу""м
4ee^':OpS;^,s”"cx
да, а уравнение (II.2)—частный с,..,.,
Уравнение (II.2) справедливо лишь для
ния шероховатости русла.
С учетом формулы (П.5) уравнение
виду
(11.12) приводится к
24,7 и(, 1g —
1 8
(П.13)
Отличительная особенность уравнения (11.13) состоит в том,
что оно отражает зависимость критической скорости движения
сточных вод от шероховатости трубопровода е (чем больше е,
тем меньше скр, и наоборот).
Эта зависимость имеет следующий физический смысл. Выше
отмечалось, что взвешивание и перенос твердых частиц потоком
вызываются турбулентностью его движения, которая создается
в основном вследствие шероховатости стенок трубопровода
(при прочих равных условиях). Чем больше шероховатость сте-
нок трубопровода, тем больше турбулентность потока (при про-
чих равных условиях). Для обеспечения одной и топ же степени
турбулентности потока, при которой песчинки определенного
размера транспортируются им, при большей шероховатости сте-
нок трубопровода необходима меньшая скорость потока.
Таким образом, недостаток уравнений (II.1) и (П.2) за-
ключается в том, что они не отражают зависимости величины
оКр от шероховатости стенок трубопровода. Этим и объясняется
противоестественный вывод о непременном заиливании труб при
обеспечении в них скоростей течения, равных вычисленным.
Из анализа уравнений (11.12) и (11.13) следует, что скорость
в незаиленном и заиленном трубопроводах достигает значения
Окр при определенном их наполнении (гидравлическом радиусе
R). В заиленном трубопроводе вследствие повышенной шерохо-
ватости критическая скорость движения сточных вод меньше»
чем в незаиленном трубопроводе. Процесс самоочищения трубо-
провода начинается раньше, чем расход сточной воды в нем
достигнет расчетного, но при наполнении труб, равном расчетно-
му. С повышением расхода сточных вод до расчетного наполне-
ние в трубопроводе не увеличивается выше расчетного. Пропуск-
ная способность трубопровода повышается до расчетного расхо-
да сточных вод за счет увеличения скорости их течения вслед-
ствие самоочищения трубопровода и уменьшения его шерохова-
тости.
27
*r
ti‘
‘
h p
‘**№<1 ~-vt	f*i
'''
Hf/ 1 fU , Л it, . IJA А л _ Aa A a ’Al- А- -А. Л _ AA .
lii'tH ИЦ »'/ ’
Цн1Н,щ . ц
tf|	'tlfhlf
WW мшМш и-тшштььии ‘ьаны* ьмъммХ*
И it ',i t.H m 	/	f. i
r V't'Ht Hi itfiHti <-''-('l'	...
Wil *	1	•»<	inn/
hint '1"lt	tff tlct,yl.t	. ',rt
fff ..^-Г	1'4,	,f .,„.
tfht<tf,v	, lfi ^<п,7^4,- r,rf
' Iff	**f
fW6L'4( П Wfl'?*11*
Hiflt	t ifcif tit t I iff H (fit HJ H)
Z • | I I f ’ 7 * I ’'hirfi l^fft 1У  'f ? •' • T f »' ’* ‘ ," • ’ I' ' Г f' "	' r '
' *’ .' ’” Ш 1 *T'1 'I f P •h ' |f i'	U н fl f • fh!1 i U f *f* Vri:f ,• г г о - •	' г* > ж 
fl tflff	у If	Wb€	i
 » Г'fl iff I r >:t *: ’ , f	. '^’ > ; • •< ** • • - . Г ' ''	:
’'Hlthtft » f'tv	Ч	Ц
, ffip'-'f -i :• f ,^ff t' i'r'	ft—t -.,r	,/,.rrr-,-	, -»r
"^'i	Г'ГГН?,/, r t'(4*i v ti	. ’П v»ffe»^ • к .r f? r 4’-f
t^ftf	1 r Vfyf	n**^f**
’ Iff! *r >1 fit!	| |	Г'.'Г "ff < 'H .	r > - f ,f * r ./	. v*p • -’-
*'(/{ t ('	-•	11	•'	•':['• -:• -r ; if'- '.	 '	r, •
d Vf t fcfOr» rTMrf f 'fr ГЧ. '• U ( r*"H ' I !" ~ 1 '• "r1	’ -’	’ ’ • * 1
i )fr p > 'r, ' 7^' J ‘ ‘		»! 1 ' ’ 'r' ‘	' - <r ’ Ъ|П ' »»• c ’	'' -
>6 i »л/ //гг7''С >pCri rrfHiTfir'n'-» .* •»’
I
>/) 7	ьт^т/уг*^
•) /	;'
Г» ’!
! ’f •' ' 7 ^Fr ’ f  ) » '	| trr^i^hfi
<f
*;l/7 tfh f г । j • ,	• - , p r  >
7
7	t7pr»7^*)7i ItV v| i ih^fiyt^^h vfi'hf’ ’ I h n*i7f^’!	।
f! ffff >fhf»f if i, f	• ' .	 • ,	•	• . г .	,
4l
''
H l! '.  ///<
-AfQLUr-‘<iU lil2>
4 iff I i/ MM !h> MjtUb 0 I - I мм Я.44 huipjtfij I
 - I• il/ -. '..
‘  1
lllhbillill/ili jt-pQH;
"' I Wi
l/A-t
' ' /> Hl I ,	14>4.14‘Р гм	I43-X00. **
<.	4
iщей Тымнрщщ # MfwyuWW	м	M?
, ,,-.l4f h'.Uhpitppt,	< । •
... ; , ...	Ml u/ . . : 'ь I ;/ |HH| .	• ; ,,


/»урм1Л.м 1	’ И+’/ими.
.,<{, || Д /J .'j,'   WW,	!l-
I .	<,!••	ь|Л*л<- d./woiu} Ц4М4ИСИМ « * *»**
т	wiwmm** умм^нь и1та-
: ) I. :,...' Ц h“-i‘ '	г!
j . ар /до и,...' gwy^l »♦*♦*
‘ НИНИН4414ЩЫН
 !	ИЧ,111^’ Il I1' Ч> 14Ц411И41И^	4	' ' ' ’
Ий ... .,:, /1...1 < •-- 1:141)4,111^14 14^1^-1144 4 'f'/	/
р-Mi-,	-......^/‘"7"..*;?,/. ‘, .
......... 
111 '* ’ ' Jl‘J f4'‘'h‘l '*’ J h>l ,j'*/M|.. 7, ,Ц)1Ь14Ы WMIW*- Ф' -
''' :,“ll I’;t^ !'' ’*,w/	' .i"l.'ili„. 0' “ *
..	( |,...	4.III4--IH- l'4l' н ’'	,.., t,i; I ., .MU.^ >‘‘4.
НЧМ	.,wW<ii( ip и»‘-•‘HMiei •
' • •П--ИИ.	1 77; X -•  -	' • ....
-	.^I,I>.	-P- ^.‘1	 (ip Lpi .. dl Hl
1	)	• ‘<‘J > ' '*’ '“	'"	, ,	I...<  "’• ••
"и 1 mi	1....-•'• -• -.........
44ll.,;l4lllHll' > '	............. '
fp. 1-О1)р-,Ь.л1<1.
3)	Классификация сооружений
для улавливания песка
Песок с потоком сточной жидкости транспортируется кана-
анионной сетью либо самотеком, либо при помощи насосных
очистные сооружения. Песок сам по себе не вреден
но при р- с иных методах очистки i точных вид
и роде 1 является возможным обеспечить транспор i ирование
его	сооружения к водоемам. I !<>< г\ пл< ппе со
костью песка на насосные и очистные станции вы-
зывает пре девременпый износ оборудования, снижает произ-
ьность и нарушает работу отдельных сооружений, а
и полностью выводит ИХ ИЗ С|роЯ.
Содержание песка в сточной вод. вызывав! быстрый ишос
рабочих насосов (в насосных станциях перекачки сточной
воды),	। < нк гных  <»ор\/ь<‘|1П11 (|раблен и мох ши
веского орудования решеток, скребковых механизмов песколо-
вок и отстойников и др ). ( ырой осадок с большим содержанием
песка плохо	• с наклонных стенок иловой части вер-
тикальных отстойников	it.io? о ш ремещается скребками рл-
и	. и in . отстойников (иногда скребки вслед-
 р <р in ются). Разбавление осадка водой и
случае	ниши его транспортирования, однако
. увеличению влажности и стоимости обработки осад-
।	п ;. । ниш пе< I. - в осадке затрудняет тр ни порти
рованнс его по трубам, а в ряде случаев вызывает их укупорку.
). ,j чц- п ртрлбо1ки от.hi. । песок накаплпв ieii я в ме-
тантенках, сокращая их рабочий объем и upon шодптельноегь
I . нот: случае требуется периодически выключать метантенки из
г -Готы для выгрузки из них осадка.
В табл. II б Приведены данные о количестве песка в метан-*
> нка • I' окуховской станции азрации (Москва) па различных
гоинач пос.н 10 лет их эксплуатации [12].
Т а б I „ ц -I I ],б
( одержание песка н осадке mciантенной
На । дубине в ай	3,5	1 4,2	5	5.7	6
осадке После *»' •	• пришлось npoiueecT Mr-irtHu-нки Люблинской ci г мсплуатациц оказали* i. »а -Т?*1***1*' П<’’ ‘ 1 н м< 1 |Ц It 11k.IX 1 MUl’ • танций	1G i Milan: 11 ИХ По.' ЗИНИИ <1 1 1»уж<-IIIII i.iG.iiO'iat	1 G1,2 ь । 1 <)(>, ( оказалась певон шую чистку. рации (Москва) м |2 ими песком на 25% 11 । па большинстве очи-		
Следует отметить, что во rcpv
коплении песка в метантенкау * "риведепных примерах о на-
пссколовки. Из этого ясно что Jh ОЧИстнш станциях имелись
ной жидкости не производить то эю™ВЛИВаНИС "еска из сточ‘
дет еще более затруднительной и дорогосгищей""3"11'''*''"” б>'
Поступление песка со стоиимй * н^юсюмщеи.
трудности в эксплуатации очистных ттЮ вы?ывает и Другие
за сооружениями механической очистки^’
стоимости очистки сточных вод.	удорожание
Из изложенного следует, что перед поступлением сточной во-
ды па очистные сооружения из нее должен отделяться песок. Ра-
бота современных очистных станций подтверждает выработан-
ное практикой предшествующих лет это важное правило.
Песколовки устраивают в головной части очистных станций.
В настоящее время известно много различных типов песколо-
вок, применение которых целесообразно при определенных усло-
виях.
Знание конструкций, методов расчета, достоинств и недостат-
ков различных типов песколовок позволяет правильно выбрать
и запроектировать их в зависимости от конкретных местных ус-
ловий.
В зависимости от направления и характера движения воды
песколовки могут быть подразделены на горизонтальные, верти-
кальные, а также с винтовым (поступательно-вращательным)
движением воды.
В последних песколовках винтовое движение сточной воды
может создаваться различными методами. В зависимости от это-
го песколовки с винтовым движением сточной воды подразделя-
ются на тангенциальные и аэрируемые. Тангенциальные песко-
ловки имеют, как правило, круглую форму в плане. Винтовое
движение сточной воды в них создается вследствие ее подвода
по касательной к песколовке (в плане), а также движения по
кругу Аэрируемые песколовки имеют преимущественно прямо-
угольную в плане форму. Винтовое движение в них создается
в результате суммирования поступательного и вращательного
Движения сточной воды, последнее из которых создается искус-
ственно- аэрацией сточной жидкости при помощи аэраторов,
расположенных вдоль одной из боковых "Р^
Песколовки предназначены только для' >л*®ли®™"япать на
г ПОТОКОМ ВОДЫ ДОЛЖНЫ ПОСТ\ПЭТЬ Hd
Органические загряз ечня '"°™к»	£ лкком ор.
последующие очштнь  РУ пп|1водИТЬ к уменьшению зольно-
гашпеских загрязнении може ПР	,(.я затруднениям
стн осадка в песколовках и к ранее
его утилизации.	п^коловок в большей мере этому
Из перечисленных типе коповки с ВННТОвым движением
требованию удовлетворяют ЛВиженне в них исключает вы-
сточной воды. Вращательное ееДвижени
падение органических загрязнении.
Во избежание истирания рабочих колес насосов и сокраще-
ния срока их службы прежде песколовки устраивались перед
насосными станциями перекачки сточных вод. В настоящее вре-
мя считается целесообразным размещать песколовки только в
системе очистных станций, несмотря на сокращение срока эксп-
луатации насосов. При этом улучшается санитарное состояние
площадок насосных станций перекачки, которые в ряде случаев
расположены на территории городов, и устраняются проблемы
обезвоживания, транспортирования и утилизации осадка из пес-
коловок.
Следует, однако, иметь в виду, что в ряде случаев необходи-
мым и целесообразным может все же оказаться решение с раз-
мещением песколовок перед насосными станциями. Это возмож-
но, в частности, при расположении насосных станций на терри-
тории очистных станций; при малом заглублении коллекторов,
подводящих воду к насосным станциям, и при большом содержа-
нии песка в сточной воде (последнее характерно для общесплав-
ных систем канализации).
В системе очистных станций расположение песколовок может
быть перед решетками и после них. В отечественной практике пе-
сколовки размещаются только после решеток. В зарубежной
практике встречаются случаи размещения песколовок в начале
сооружений перед решетками.
Размещение песколовок после решеток объясняется стремле-
нием получить осадок в песколовках лучшего качества — с мень-
шим содержанием органических загрязнении. Сточная вода,
прошедшая решетки, практически свободна от крупных органи-
ческих загрязнений, которые могут улавливаться песколовками
даже при оптимальных условиях их работы. Изложенное хоро-
шо подтверждается опытом эксплуатации очистных станций
как в СССР, так и за рубежом. Однако это, по-видимому, не
справедливо применительно к аэрируемым песколовкам. Отсут-
ствие опыта эксплуатации и достаточных исследований аэриру-
емых песколовок в СССР не позволяет определенно утверждать
о целесообразном их размещении. Однако зарубежный опыт
дает основание предполагать, что размещение аэрируемых пес-
коловок более целесообразно в начале очистных сооружений —
перед решетками. Поперечная циркуляция потока, по-видимо-
му, будет исключать выпадение в осадок крупных или мелких
органических загрязнений. В то же время при этом будут соз-
даны более благоприятные условия для работы механизмов: со-
кратится их износ, а следовательно, увеличится срок их службы.
В предшествующие годы вопросам исследования и обобще-
ния опыта эксплуатации песколовок уделялось недостаточно
внимания. Значительные достижения в области очистки сточных
6°л за последние годы настоятельно требуют совершенствова-
ния конструкций сооружений, в том числе и песколовок для
> >д;отовки сточных вод к очистке.
2. РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПЕСКОЛОВОК
1)	Общие сведения 0 горизОН1ал1>ным
Рис. 11.4. Схема горизонтальной песколовки
/ — бункер для осадка; 2 — направление движения скребков
номерном движении скорость течения сточной воды и, а скорость
осаждения песчинки определенного размера под действием силы
тяжести и\, тогда ее фактическая результирующая скорость бу-
дет равна суммарной скорости, а ее движение будет происходить
по прямолинейной траектории, совпадающей с направлением
вектора скорости (в предположении, что по высоте песколов-
ки скорости сечения одинаковы, т. е. эпюра распределения ско-
ростей— прямоугольная). Из диаграммы, приведенной на
рис. 11.4, видно, что песколовкой будут улавливаться лишь те
песчинки, скорость осаждения которых равна или больше вели-
чины СКОРОСТИ U],
Опыт эксплуатации показывает, что оптимальная скорость
течения воды в песколовках, предназначенных для очистки бы-
товых сточных вод, равна с» = 0,3 м. Снижение скорости потока
менее 0,3 м/сек приводит к значительному выпадению органичес-
ких загрязнений, а следовательно, и к уменьшению зольности
осадка. Увеличение скорости потока более 0,3 м/сек приводит к
выносу (проскоку) песка из песколовок. При очистке некото-
рых производственных сточных вод оптимальные скорое ги рав-
ны иным значениям Резкое колебание притока сточных вод е<-
тественно вызывает* изменение скорости течения воды в песко-
ловках. Так, если в период максимального притока скорость
33
движения сточных вод в песколовке равна оптимальной, то в пе-
рнод минимального притока она может быть меньше во столько
раз, во сколько минимальный расход сточных вод меньше мак.
спмального. Существующими нормами в песколовках, предназ.
наченных для очистки бытовых сточных вод, не допускается спи.
женин проточной их скорости менее 0,2 м!сек [46]. Для поддер.
жання в песколовках постоянных проточных скоростей течения
вне зависимости от колебания расходов рекомендуется выпол-
нять специальные мероприятия, заключающиеся обычно в уста-
новке на выходном канале из песколовок регулирующих лотков
или водосливов.
Продолжительность пребывания воды в песколовках опреде-
ляется расчетом и, очевидно, зависит от глубины сооружения:
чем больше глубина, тем больше должна быть продолжитель-
ность пребывания в нем сточной воды, и наоборот. Однако про-
должительность пребывания сточной воды в песколовках регла-
ментируется нормами — не менее 30 сек [46]. Уменьшение про-
должительности пребывания сточной воды менее указанной ве-
личины, даже в соответствии с расчетом, может привести к ухуд-
шению эффекта работы песколовок по задержанию песка.
Горизонтальные песколовки рекомендуется проектировать
состоящими из двух или большего числа отделений, каждое из
которых должно иметь отключающие устройства.
При очистке песколовок без применения сложных механиз-
мов каждое из отделений должно быть рабочим, а при очистке
песколовок с применением сложных механизмов (скребками на
цепях или тележках и др.) кроме рабочих должно проектиро-
ваться одно резервное отделение для возможности поочередного
отключения из работы отделений на продолжительное время
для профилактического ремонта механизмов и во время ава-
рий (46].
Устройство песколовок из нескольких отделений позволяет
поддерживать постоянные скорости течения сточной воды путем
отключения из работы одного или ряда отделений в периоды
притока минимальных расходов и производить чистку неработа-
ющих отделений. Кроме того, это гарантирует бесперебойную
работу очистных станций при вынужденном отключении из ра-
боты одного или части отделений при авариях. При этом другая
часть отделений будет продолжать работать, хотя и с пере-
грузкой.
Удаление улавливаемого осадка из песколовок обычно про-
изводится периодически. В периоды между чистками он накап-
ливается в специально отведенных емкостях, которые распола-
гаются под рабочими (проточными) частями песколовок.
Желательно, чтобы рабочие (проточные) и осадочные части
песколовок разделялись между собой колосниковыми днищами
чтХ?““ам"!- УстРойство последних должно быть таким.
Ы выпавший осадок мог свободно проваливаться в осадоч-
осадочных
Скорости течения сточной “волн '^СКОЛОВОК-
------- ----- ДЫ в осадочных частях малы,
и из протека ю-
и органиче-
сточной ВО-
11 это также
загрязнений
отсутствуют.
части
ную часть, и в то же время чтобы -
не проточна для очищаемой жидкое™ пСТЬ была пРа,™ески
частей вредно отражается па работе адов™ "°СТЬ
Скорости течения сточной г--	’
благодаря чему они работают ка7 отстойники
щеп воды улавливаются не только минер""",“ые по
скпе загрязнения. Вследствие уменьшения раехода
ды скорость течения в проточных частях снижает™
способствует большему улавливанию органических
и снижению качества осадка
Если упомянутые разделяющие перегородки .........
осадочные части после выгрузки из них осадка, становится ’пол-
ностью проточными. В этом случае наблюдается резкое колеба-
ние скоростей потока, обусловленное изменением фактического
поперечного сечения проточных частей (кроме колебания скоро-
стей, обусловленного колебанием расходов). При полном запол-
нении осадочной части скорости течения сточной воды имеют
максимальное значение. После выгрузки из осадочной
осадка скорости течения сточной воды минимальны. Следует,
однако, иметь в виду, что правильным выбором продолжитель-
ности выгрузки осадка из песколовок, с учетом колебания по-
ступающих на очистку расходов сточной воды по часам суток,
можно добиться таких условий работы песколовок, при которых
совмещались бы разнозначные изменения скоростей течения по-
тока, обусловленные разными причинами. Это способствовало
бы практически полному выравниванию и поддержанию посто-
янных скоростей движения сточной воды. При этом будет дости-
гаться также оптимальный эффект работы песколовок как по за-
держанию песка, так и по его качеству (зольности). В то же
время неправильный выбор продолжительности выгрузки осад-
ка может привести к совпадению равнозначных изменений ско-
ростей потока, обусловленных разными причинами, что в конеч-
ном счете плохо отразится на работе песколовок.
Лучшие условия работы песколовок достигаются при непре-
рывной или сравнительно частой выгрузке осадка, когда объемы
осадочных частей минимальны.
Емкости осадочных частей песколовок определяются из усло-
вия накопления осадка за период между ч”ст’'ал’"’’аКО^еРдо\жно
. Время хранения осадка не должно
как в противном случае он будет загни-
I песколовок выполняются в виде пира-
ые п бункеров, их стенкам следует
конусоидал .	5Р0о в этом случае осадок
... иование бункера, где обычно распола-
патрубки оборудования (насосов, гидро-
патруок г „аченного для выгрузки и
нимается от 4 до 48 ч.
превышать 48 ч, так 1—
вать.
Если осадочные части
мидальных или 1
придавать уклон к горизонту
сползает по стенкам в ос'"'"
гаются всасывающие i
элеваторов, эрлифтов и др ). п
транспортирования осадка.
35
С\шественным недостатком горизонтальных песколовок яв- ?
лястся то, что уловленный осадок в них располагается по всей;
площади днища, что затрудняет сбор его при выгрузке. Очистка ?
песколовок малой производительности — объем улавливаемого i
осадка 0,5 .я3 и менее в течение суток — производится вручную:
или с применением малых средств механизации (бадья—таль-'
кошка, бадья—тельфер и др.). Песколовки средней и большой:
производительности оборудуются специальными скребковыми:
механизмами, которые служат для сбора осадка в бункер, lti
Рис. II.5 Схема горизонтальной песколовки с механизированным удалением
осадка
другими механизмами для откачки из бункеров и транспортиро-
вания осадка.
Большая часть осадка выпадает в начале песколовок, поэто-
му бункера располагают в начале песколовок (рис. II.4).
Конструкция песколовок диктуется гидравлическими и тех- .
нологическими особенностями работы и зависит также от их
размеров, способа удаления осадка и других особенностей.
Песколовка, схема которой приведена на рис. П.5, построе- '
на на Курьяновской и Люберецкой станциях аэрации (Москва).
Она имеет двухканальный впуск и выпуск, горизонтальное дни- ;
ще. Песколовка оборудована механизмом со скребками на бес-
конечных цепях, который служит для сгребания (транспортире- ;
вания) осадка к бункеру, расположенному в начале песколовки, •
Бункер имеет окно для загрузки осадка, подгребаемого скре- >
бками. Ширина окна, выполненного в виде щели, может изме-1
пяться. Установлено, что непосредственно через это окно улав-I
ливается 60—70% осадка от общего количества, улавливаемого I
песколовкой. По-видимому, речь идет о той части осадка, кото- j
рая волочится потоком но дну. Осадок из бункера откачивается •
гидр- —...-	-------- -	'
Г ид
«1И?
’ ан
.36
„леватором расположенным между входными каналами.
оэзеватор оборудован системой трубопроводов, позволяю'
производить рециркуляцию осадка для отмывки его от ор'
ческих примесей. Для этого откачиваемый осадок должен '
вновь возвращаться в поток воды, поступающей на песколовку.
Выгрузка осадка должна производиться лишь при повторном
поступлении его в бункер. Для трубопроводов и задвижек уп-
равления гидроэлеватора построено специальное помещение.
На отводящем канале песколовки расположен измеритель-
ный лоток Поршаля, который является также стабилизатором
скорости течения сточной воды в песколовке (и==0,3 м/сек).
Таблица П.7
Данные о работе горизонтальных песколовок- Курьяно.сиой_стаиции аэрации
Расход сточ- ной воды в тыс. мл/сутки	Количество осадла на КИЮ мл сточ- ной воды в л	Характеристика осадка					аэрацпп Состав песка в % круп- ностью в мм			
		объемный вес в т/м	содержа- ние пес- ка в %	влаж- ность в %	золь- ность в %	>1	"5—1	0,25—0,5	<0,25
105	57	1.6	84	34	87	7	24	41	28
151	35	1.6	73	39	83	13	24	32	31
179	24	1.3	55	52	74	10	25	40	25
Средний расчетный расход сточной воды 150 тыс. м^сутки.
Данные, приведенные в табл. II.7, позволяют характеризо-
вать работу песколовки как хорошую.
Существенным недостатком описанной песколовки является
то, что течение сточной воды происходит с большой неравномер-
ностью скоростей их движения по глубине и в особенности по
ширине ее. Это объясняется двухканальным впуском воды в пес-
коловку и наличием внезапного расширения сечений на границе
перехода от канала к песколовке. Напротив впусков воды на-
блюдается струенаправленное течение, в зоне которого песок
выпадает только крупного диаметра и во второй половине дли-
ны песколовки. По бокам от впусков происходят завихрения
струй воды, в зоне которых выпадает значительное количество
органических загрязнений [25].	«папин
Горизонтальная песколовка Кожухове ко» с	меха-
отлпчается от описанной выше УСТРО,КТВ°‘ жуНК11ИЮ ковшей
низма. Его скребки выполняют одновременно фу
которыми осадок поднимается। в “ИЦз 6ункерРа Рсадок
ложенный над головной частью п	мущестао описанной
шнеком подается к ГИДР^В*™Р>Й экРОНомни расхода воды на
системы заключается в значительной * HeMV поступает обез-
работу гидроэлеватора, так как риемдеы0 л„шь прн условии,
воженным. Это условие, однаi , ₽	слабоувлажненного
если не затрудняется транспортирован!»	.
осадка in» трубопроводам. В противном случае осадок следуй
\ ндажняи, путем добавления воды в бункер. Водослив с шип/
ним порогом на выходе in песколовки стабилизирует скорост,
движения сточных под в иен (с» ~~ 0.3 м/сек).
1’и» 11.7 См м.| горизонтальной пегколоюкп < гплрлплнческим псскопро
VI4H.I If.lvM
n" '	no //-//; ,._pa3pe
И весколонкс с механизированным
< представленной на рис. 11.6,
ОА1«»феЫешю пеекопр»!
о.им. Ир» подъеме шнеком осадок	г F
удалением осад*’
его подъем выполняется
перемешивается n oH
мывается от органических за
подъеме выше уровня сточной*1 пп^НеНИЙ’ При дал1'нейшем его
осадка.	"°И ВОДЬ* происходит обезвоживание
Песколовка, показанная на пис II 7
вым механизмом с одной цешю /	’ оооРУД()Вана скребко-
гидравлическим пескопромыватепем’ ,?одъемником Для песка 2,
позволяющим регулировать скорость поток1ТВ°РОМ 4	а1ЛХ0^'
горизонтальных
типа песколовок Опия™ известных модификации этого
типа песколовок, Однако оно охватывает применение всех изве
стных особенностей конструкций	сн*=ние всех изве-
Из изложенного пип™ РУ 'оризонтальных песколовок,
из сложенного видно, что в современных горизонтатьннх
песколовках: 1) обеспечивается поддержание постоянной про-
точной скорости движения сточной воды вне зависимости от ко-
лебания ее расхода путем устройства либо регулирующих водо-
мерных лотков или водосливов на выходных каналах (без соче-
ганпя или в сочетании со специальным поперечным сечением
песколовок), либо специальных регулирующих затворов на вы-
ходе из песколовок; 2) полностью механизируется процесс вы-
грузки и транспортирования осадка к месту его обезвоживания
или утилизации; 3) производится отмывка осадка от органиче-
ских загрязнений либо путем рециркуляции осадка, либо спе-
циальным оборудованием (пескопромыватели, гидроклассифи-
каторы и др.).
2)	Расчет горизонтальных песколовок
Расчет горизонтальных песколовок должен выполняться с осо-
бой тщательностью. В отличие от других сооружений, размеры
песколовок не допускается увеличивать сверх расчетных, так как
это не только не улучшает их работу, но может даже привести
к ее ухудшению.
Как отмечалось выше, обусловленное этим уменьшение про-
точной скорости и увеличение продолжительности пребывания
воды в песколовке (при увеличении ее сечения) или только уве-
личение продолжительности пребывания сточной воды (при уве-
личении длинй песколовки) могут явиться причиной"У^Дшения
качества осадка - засорения его органическими загрязнениями.
Таким образом, простым увеличением	‘
зя решить задачу проектирования высокоэффективных песко-
Л0ВпК'	„ СССР насчет песколовок произво-
До недавнего времени в CCU р в сточной воды
Дился по продолжительности пр^	30_50 cef_ в зави.
которое рекомендовалось ПР’'"ИМД Р методу расчета присущ
г нмоетп от	в\ом. что он не от-
существенный недостаток, заь ПП(,„ОЛЖИтельностн пребывания
ражает очевидной зависимое Г' • пескОдовкп от ее глубп-
сточной поды и, следовательно, д-
39
ни; он не позволяет производить расчет песколовок на заданны,.'
эффект задержания песка (13].
Продолжительность пребывания сточной воды в песколовку
необходимая для осаждения на дно песчинки, которая в начал,i
сооружения находится на поверхности сточной воды, може|
быть определена по формуле (см. рис. II.4)	(
t = fh;u,	(II. KJ
где /ц—глубина рабочей части песколовки;	>
и скорость осаждения песчинки определенного диаметр
в движущемся турбулентном потоке жидкости. i
В то же время
t = Liv,	(П.17;
где L — длина рабочей части песколовки.	\
11з сравнения этих формул следут, что	
L — V-.	(Ii.it;
и
Уравнение (11.18) может служить основной зависимости;
для расчета песколовок. Другие размеры сечения песколовок мс
тут определяться по известной глубине Гц и живому сечению С;
которое вычисляется по формуле
й = <7макс/^-	(И-1^
Для прямоугольного сечения песколовки
£ ?макс	/д 2ft;
Ви	V
Умножая левую и правую части уравнения (II.20) на шири]
ну всей песколовки В = Ьп, получим	i
Р = <7макс И,	(11.21]
где F=LB — площадь свободной поверхности сточной води
в песколовке;
<7макс=1’^1 — расчетный расход сточной воды;
п—число отделений песколовки шириной Ь.
Уравнение (11.21) было предложено для расчета песколовок
в 1946 г. А. А. Карпинским [31]. Основываясь на данных иссле
дований горизонтальной песколовки, выполненных им "
С. И. Быковым, а также опытной песколовки для г Детройт;
(США), было установлено, что формула (11.21) дает лучшие ре
эультаты при условии, если скорость и определяется по форму*
И. И. Леви	в j
и =	—,	(П.2?5
w~ вертикальная турбулентная составляющая определяй
мая по формуле	’ ипРеДсл"
^=°.05и,	(П23.
гидравлическая крупность песка (табл II 8)
где
Расчет песколовок по уравнению (11.21) отражает очевид-
ную зависимость продолжительности пребывания сточной воды
от глубины песколовки и явление торможения осаждения песка,
обусловленное турбулентностью движущегося потока. Отмечен-
ные достоинства явились причиной широкого применения этого
метода расчета. Следует, однако, иметь в виду, что его нельзя
Т а б л и и а И б
Гидравлическая крупность песка в мм/сек
Температура сточной воды в °C	Гидравлическая крупность песка при диаметре его частиц в мм						
	0.15	|	о.>	|	0.25	|	0.3	| <>.35	1	1 °5
15	13,25	18,8	24,2	30	35,5	41,2	52,4
10	11,5	17,1	22.5	28,3	34.3	39,5	50,7
считать обобщенным и теоретически обоснованным, так как этот
метод расчета позволяет определять размеры песколовок из ус-
ловия лишь определенного процента (60—62%) улавливания
песка данного размера.
Исследованиями последних лет установлено, что скорость
осаждения песка в турбулентном потоке более верно определять
как разность гидравлической крупности частиц и вертикальней
турбулентной составляющей.
С учетом этого основное расчетное уравнение можно запи-
сать в следующем виде
L = К, —v = КгК2 v	(11.24)
и0 — ш	ы0
ИЛИ
£ = /( у,	(11.25)
«о
где	/^—коэффициент для учета влияния турбулентно-
сти потока, равный
;	(П.26)
и0 — и>
Ki — коэффициент для учета влияния других фак-
торов на работу сооружений;
К=KiKt~ коэффициент для учета влияния турбулентно-
сти потока и других факторов на работу со-
оружений.
Из полуэмпирической теории турбулентности вертикальная
турбулентная составляющая продольной скорости определяется
по формуле
w" с
(11.10)
41
Если определить коэффициент Шези С по формуле Маиннц
га при средней глубине песколовок hi-=0,75 м и коэффициент,
шероховатости л— 0,015 (для бетона), то формула (11.10) пре
образуется в формулу (11.23).
Эмпирический метод расчета, предложенный А. А. Карпиц.
ским, оправдывается многолетним опытом проектирования и эк
сплуатацпн горизонтальных песколовок. Поэтому значения ко
эффнцнентов At, А*з и К с достаточной для практических целен
степенью точности могут быть определены из сравнения форму?
(1124) и (11.25) с формулами (11.18) и (11.22). Тогда при
А’,-1
(11.27;
Значение коэффициента Кг, вычисленное по формуле (11.27).
получается значительно заниженным по сравнению со значени
ем, вычисленным по формуле (11.26). Эта неточность, однако
компенсируется тем, что не учитывается улучшение работы пес
коловок по сравнению с расчетными условиями вследствие рас|
слоения песка в потоке сточной воды подводящих каналов пес (
коловок. В действительности коэффициент Ai<l. По существ;.!
за счет применения формулы (11.22) было учтено влияние на pa I
боте песколовок всех дополнительных факторов.	f
(
Таблица П -5
Значения коэффициента К в формуле (11.25)
ДМиМСТр частиц В Л.М	Гидравлическая крупность частиц песка при темпера- туре 15° С в мм/сек	Значения коэффициента А’ для песколовок			
		горизонталь- ных	аэрируемых при отношении Bib		
			1	|	1.25	I	'-5
0,15	13,2	—	2,62	2,5	2,39
0.20	18,7	1.7	2,43	2,25	2,08
0.25	24,2	1,3	—	—	—
Таким образом метод расчета песколовок, предложенный
А А Карпинским (по формулам (11.21) и (11.22)] явтяется чн
сто эмпирическим. Равноценно с этим методом расчет песколо-
вок может производиться по формуле (П.25). Новый метод рас
-а-i з останется эмпирическим, но будет приведен к унивепея пкмо«
-зависимости. Коэффициент К может опоелепя?^? Р ж»
(11.27, и будет учитывать совокупное? вТех ™ П° Ф°Р'
факи,ров. влияющих на работу пескотовок ”олнител1
е веовершевс,щ> гпдравлкческвх условий’ р1воты™рас
слоения песка в подводящих каналах и пп < ч
чета значения коэффициентов К J ,Л| ' Д',Я ПР°СТ<ЯЫ рас-
(11.27), приведены в табл. П.9.	’ Ычислснние но формуле
Для нового метода расчета гпп»ш..„
ния (расчетный диаметр частиц песка	01|,а",,Ч!
Д-р техн, наук И. Д МонгГй/^.л	Д Рот
зиллер рекомендуют производить расчет „«к ,,о«ж д ЛХ
ки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов и нефтяных
промыслов по формуле (П.24) при Kt = 1 а вертикальную tvo
булентную составляющую определять по уравнению *	*
w - 0,08 V- 2,3 мм сек.
Здесь и дано в мм!сек.
3)	Расчет регулирующих водосливов для поддержания
постоянной проточной скорости движения сточных вод
Выше отмечалось, что в горизонтальных песколовках опти-
мальная скорость течения бытовых сточных вод составляет око-
ло 0,3 м/сек. Непрерывное поддержание такой проточной скоро-
сти затрудняется вследствие резкого колебания расхода сточ-
ных вод по часам суток. Обычно при понижении (повышении)
расхода сточных вод снижается (повышается) и проточная ско-
рость. Расчет песколовок производится на максимальный рас-
ход сточных вод. При этом рекомендуется принимать величину
проточной скорости у=0,3 м/сек. Рассчитанные таким образом
песколовки значительную часть времени (при минимальных и
средних расходах сточных вод) работают с проточными скоро-
стями менее 0,3 м/сек. Это является одной из существенных при-
чин ухудшения качества осадка, получаемого в песколовках
вследствие улавливания органических загрязнений.
Для обеспечения в песколовках постоянных проточных ско-
ростей должны выполняться специальные мероприятия.
Простейший метод поддержания в песколовках постоянных
скоростей течения сточных вод заключается в выключении на пе-
риод минимального их притока одного или двух отделений пес-
коловок. Увеличение расхода сточных вод в других отделениях
способствует поддержанию в них скорости около 0,3 м/сек. В ос-
нове этого метода лежит идея сохранения в работающих отде-
лениях песколовок постоянного расхода сточных вод вне зави-
симости от изменения их расхода, поступающего на очистную
станцию.
Постоянная
коловке может
пооточная скорость движения сточных вод в пес-
быть обеспечена за счет регулирования их глу-
1 Изложенное свидетельствует о нс ' ' '
исследований работы горизонтальных пес <	-1-к
методики.
проведения
•п>им<неннеч
CIH-UH.I 1Ы1ЫХ
совершенной
».3
бины пропорционально изменению расхода. Это может выпол-
няться при помощи специальных шиберов, устанавливаемых На
выходных каналах из песколовок. Требованиям регулирования
приточной скорости движения сточных вод и эффективности ра.
боты песколовок в большей мере удовлетворяют шиберы, вы.
полненные из двух вертикальных створок, которые перемещают
ся горизонтально и изменяют размер выходного отверстия толь-
ко по ширине (см. рис. II.7).
Описанные методы регулирования проточных скоростей мо-
жно назвать оперативными. Они дают хорошие результаты толь
ко при совершенной организации эксплуатации сооружений.
По второму методу регулирование проточной скорости мо-
жет быть автоматизировано. Более надежны гидравлические ме-
тоды автоматического регулирования проточных скоростей дви-
жения сточных вод.
За рубежом построен ряд песколовок, в которых постоянная
проточная скорость поддерживается пропорциональным водо-
сливом, выполненным в задней торцовой стенке сооружения.
Расчет такого водослива разработан детально. Этот метод
регулирования проточной скорости в настоящее время не
применяется, так как имеет следующие существенные недо-
статки :
1)	усложняется конструкция песколовки из-за устройства
пропорционального водослива, имеющего криволинейное очер-
тание;
2)	требуются большие перепады в уровнях сточных вод до и
после водослива для обеспечения свободного (не подтопленно-
го) истечения жидкости из него;
3)	ухудшаются эксплуатационные показатели работы песко-
ловок: происходит дополнительный вынос песка, так как повы-
шаются скорости течения сточных вод в придонной части песко-
ловок (причина этого заключается в увеличенном размере вы-
ходного отверстия водослива в его основании — в непосредст-
венной близости от дна песколовки).
В настоящее время поддержание постоянных проточных ско
ростей в песколовках обеспечивается специально рассчитанны-
ми водомерными лотками или водосливами на выходных кана-
лах из песколовок [39].
Наиболее просто расчет регулирующего водомерного лотка
или водослива может быть выполнен графически Пои этом
строится совмещенный график зависимости расхода сточны*
нод от наполнения для песколовки и от напора на попоге Д1Я
лотка или водослива. Размеры лотка или водослива наметка
их порога подбираются таким образом чтобы кпш>а И отметКЛ,
™ расхода сточных вод от напора рёгулипуХгГЛ^^”^
максимально совмещалась с кривой зависимпп-У* Г° УстРоистВ
НЫХ вод от наполнения для пР„ш"и”<Г'"'С,'М"СТИ |’асхода ст0"
„ Рафическне „ графо-аналитячеекне методы расчета регул»'
торов скорости в песколовках сложим
скпе методы.	сложны. Более просты акалктюк-
Нпже приводится предлагаемая методика рас чета волос п,па
С широким порогом ДЛЯ пегулипптина „п„; водослив,,
песколовках [29].	Радирования проточной скорости в
Рис. П.8. Зависимость расхода сточных вод от напора
I — для песколовки; 2 — для водослива
Формулы ДЛЯ определения максимального и минимального
расходовсточных вод, проходящих через водослив, имеют еле-
дующий вид:	(11.28)
<7миН = mb* Н™я'	(IL29>
где
^макс
h _ ширина порога водослива,
и и - напоры на водосливе при «Мкс »
и "т,- ускорение силы тяжести;
коэффициент расхода (2, 34].
Из сравнения этих формул следует, что
/WkcY7’
I а....и I
(11.30)
45
Равенство проточных скоростей при расходах сточных во;|
и </мнн ит обеспечиваться при условиях (рис. П.8):
^мвкс ”1~
^ммм 5=5 ^мин 4"
где ‘ и кс и ЛМИП—глубина воды в песколовке при расходах сто-
чных ВОД (/макс П (/мин:
и перепад между дном песколовки и порогом
водослива.
Учитывая :*го, формул)' (11.30) можно ишисать в следующем
виде:
^макс + и
^мнн + #
где
Л'„	,	(11.32)
0М.1И
 пал между дном песколовки и порогом водослива из фор
мулы (11.31)
h — h К *
мзкс МИН '(/
<Л -1
(11.33)
При известном перепаде может быть определена ширина во-
дослива по следующему уравнению:
ь9 = -	(1134)
т I 2g (/iMakC - а)
Для песколовок, состоящих из нескольких отделений, шири-
на водослива должна увеличиваться в п раз (где п— число от-
делений песколовки)
Рассмотрим применение указанного метода расчета на при-
мере.
Пример ПЛ. Рассчитать регулирующий водослив с широким порогом i.ih
пески оякн шириной />=1.25 м, н которой расходы сточных вол ум,
- ск И Ум.,я = Н.54 м'/ ек будут протекать с проточной скоростью i’«
»0Л м'сек. при ш .ченнях соответственно /1м»кс=0,8 .м и /|Мип -- 0,36 н
По формуле ill 32)
По формное ill i-1)
0.8 — 0,36-2,22
а
2,22 • — 1
(11.34) при
f I 4,rt(0.8	0,27)
4b
td BHi ИМ*/- 1И /
На рис. 11.8 представлен
от Л, для песколовки и q от II для
роетп течения сточных вод в
дует, что в пределах между расходами сточных вод q™, и qvae,
скорость потока в песколовке будет несколько меньше 0.3 м!сек,
к™ кривая q~h(H) для водослива проходит выше прямой
q — f2(ht + a) лля песколовки. Однако что уменьшение весьма ма-
ло п ирак 1 ическо!о значения для работы песколовки не имеет.
Достоинство описанного метода расчета регулирующих во-
досливов заключается в простоте и применимости его для пес-
коловок любого поперечного сечения.
Пороги водосливов, проектируемых для регулирования ско-
рости движения сточных вод в песколовках, располагаются обы-
чно ниже дна песколовок. Поэтому их целесообразно принимать
без донного выступа. Если такому водосливу создать плавный
сужающийся вход, то он может рассматриваться как измери-
тельный лоток с критической глубиной. Такие лотки хорошо ис-
пользовать для регулирования скоростей движения сточных вод
в песколовках.
Целесообразные результаты достигаются при проектирова-
нии песколовок с постоянной проточной скоростью в том слу-
чае. когда расчет регулирующих устройств, располагаемых на
отводящих каналах, производится в сочетании с подбором спе-
циального сечения песколовок.
Ниже излагается такой новый метод проектирования песко-
ловок с постоянной скоростью [24]. В качестве регулятора ско-
рости движения сточных вод используется лоток с критической
глу SL'aTw’U »р-тия- раст
через лоток с критической глубиной имеет следующий вид
(П.35)
КОСТИ
П):
q = САЬ^’ ,
С — постоянный коэффициент, равный 0.97;
А — коэффициент, зависящий от степени сужения лотка
Ф=62/&| (табл. 11.10);
и Ь2—ширина соответственно канала н суженной части
лотка;
Н — глубина потока перед лотком.
где
bi
Таблица 11.10
4Т
Дифференцируя уравнение (11.35) но величине //, нолучцм
dii САЬйН'“ dli.	(П.36)
Уравнение (11.36) выражает зависимость приращении рас.
хода сточной воды с изменением глубины перед лотком.
Для песколовки г одним отделением, ширина которого нзме
Рнс 119 Схема песколовки, оборудованной лотком с кри-
тической глубиной на выходном канале
няется ио высоте, приращение расхода может быть выражено
формулой
dq vbdh.	(11,37)
Если песколовка имеет п отделений, то
dq - vnbdh.	(11.38)
Скорость движения сточных вод в песколовке будет сохра-
няться постоянной, если при равных приращениях высот dh и
dH будут равны приращения расходов сточных вод в песколов-
ке и в лотке. Из сравнения формул (11.36) и (U.38) получаем
Ь	.	(П.39)
П?5ЛИ. ПРИНЯТЬ проточную скорость в песколовке о*
~0.3 м/сек, то
ь 8,6^..	(1140)
5 равнение (11.40) показывает, как должна изменяться шири*
на песколовки, чтобы проточная скорость о=0,3 м/сек не изме-
нялась с изменением глубины Н и расхода жидкости </. Уравне-
пне (11.40) позволяет рассчитнв-
cIie'iiiiiaioiHHe постоянную liDimitii.v.?’	Г|е< колонок, обе-
н ‘""У.. .	< ...	" °'3 м1сек
отделении построен график (рис II Ко Л "^колонки из двух
ши зависимости b от // при na oiHun./ К0ТоР"м "Редсчанлс
осей графика подобраны так что cn-i п."|:|,|е""ях Масштабы
/ь- const воспроизводят углы’наклон’"Р"
 ' наклона сгспок песколовок без не-
Риг 11.10. 3;iiiiiciiMocib ширины b <и глубины II для носко
ЛОНОК, состоящих Н.1 двух отделении с постоянной ско-
ростью движения сточной жидкости с 0.3 м/сек (при ши-
рине регулирующего лотка /к»)
кажепнн. Из графика видно, что для обеспечения постоянной
проточной скорости боковые стенки песколовок должны быть
наклонными. При этом для простоты их устройства они могут
выполняться плоскими, наклоненными под углом к горизонту.
Пользование графиком значительно упрощает также технику
расчета песколовок.
Проектирование песколовок по предлагаемому методу вы-
полняется в следующей последовательности.
Обычно бывают известны следующие величины: макснмаль
ный расход «/маке, наполнение в подводящем канале Лм».с ” мн
ннмальный расход «/мин-
Для поддержания в песколовке уровня сточной воды, соот-
ветствующего наполнению в канале Лма1А,. ширина суженной ча-
сти должна равняться величине, вычисленной ио уравнению
(11.35),
’ CAW7* ’
гДе принимают
n	чнччению b'A может быть опре-
По графику и вычисли .	« отделений песколовки при
Делена ширина Ь каждою из дв>-
49
1314
различных глубинах //. Начиная с глубины й1<Лмип профи.ц,
песколовки может приниматься прямоугольным. При этом гду.
бнну прямоугольной части песколовки следует определять ц(.
ходя нз условия обеспечения проточной скорости v 0 3 м.1сек.
После того как выполнены расчеты, следует проверить \ю
наклона боковых стенок песколовок к iоризон у (он дилже
быть более 50°) и условие свободного и< 1еченпя жидкости в ц3
мерительном лотке.
Ниже приводится пример
проточной скоростью.
Пример 11.2. Дано: <7мвкс=О,81
<н подводящем канале).
Рнс. 11.11. Сечение песколовки
с постоянной скоростью движения
сточной жидкости
расчета песколовки с постоянно)!
л3/сек, с/мин=0,27 м3/сек, /i'MaKC =1 ,
Ширина суженной части лотка пр„
Н м а к с = 1 -И
с <7макс	0,81
*2 ='- ---~
СЛ/7/»кс 0,97-1,77-1 А
«0,47 л.
Глубина потока перед лотком
3 Г~
н-- v (&-
3
0,27	,•
- I	—~-------------- «0,48 ж.
> '0,97*1,77-0,47/
Ширина каждого из двух отделен#!
песколовки:
Ь->Н'-	0 47-Г^2
при ^макс= 1л Ь' ---- 8,6---=8,6 —---------= 2 м:
п	2
nP« ^мин=0,48л Ь" == ,ь
2
г. наклон । боковых стенок песколовки к горизонту
1—0,48
= 9 ] 4 ~ 3147 " а 73° ЭД"
Требуемые сечения каждого отделения песколовки
^макс 0,81
при <7 wMaKt =	=	! 35 М2
nv	2-0,3
0,27
при 9мм» ^ия - 2~о~3	*,2_
сечение лесколовки и	plh цц
должно быть	выли по|н»1,1 подо *и ер ною
С1 ; -	^ыекс 1	М,
50
Критическая глубина потока vct-, и™ ......
ритсльиого лотка,	' лив<"<лнаися в суженной части ичме
/,кр : 1Z . | / 'о.'вР “
V %g v ЖГй с’б7ж-
Минимальное значение критической rnvAu.fL. , <
„стечение потока [1]	1	К°" ,Луби,,ы’ ^спечиваюшее свободна
^кр -- 0,85 hMeKl. = 0,85-1 - 0,85 л 0,67 ж.
Для обеспечения свободного истечения потока за лотком должен быт.
сделан уступ высотой 0,85—0,67=0,18 м.	Я н
Ширина лотка перед измерительным лотком
Ь2
пес-
.	-2	0,47
По аналогичной методике могут также рассчитываться
коловки в сочетании с водосливами и широким порогом. При
этом уравнение для определения ширины песколовки приобре-
тает вид
= 3m Г 2g ЬгЯ'/--
2 ил	(»41)
В СССР и за рубежом построен ряд песколовок для регули-
рования скорости движения сточных вод, в которых применены
лотки Паршаля.
Расход воды через лоток определяется по формуле
q = АНт,	(11.42)
где А нт—коэффициенты, имеющие определенное значе-
ние для лотков различных размеров;
Н—наполнение в лотке на определенном расстоя-
нии от его горловины.
Глубина Н представляет собой местное наполнение в лотке
с неравномерным движением сточной воды, где свободная по-
верхность не горизонтальна, а имеет форму кривой спада.
Расчет наполнения в канале перед лотком Паршаля может
быть выполнен только при построенной всей кривой спада пе-
ред измерительным лотком. Изложенное существенно усложня-
ет расчет песколовок с постоянной скоростью движения жидко-
сти. Поэтому применение лотков Паршаля в качестве регулято-
ров скорости в песколовках не рекомендуется.
Ч Основы конструирования горизонтальных песколовок
Рассчитанные по современным методам песколовки выпол-
няют свои задачи лишь в том случае, когда они решены конст-
руктивно правильно. Под конструированием понимается выбор
Рационального поперечного сечения песколовок, решение уст-
ройства входа сточных вод в них и выхода из них и др.
51
4*
Поперечное сечение песколовок
Важнейший вопрос конструирования песколовок — выбор Нх
рационального поперечного сечения [25]. По-видимому, сущест-
ве! единое мнение у всех специалистов, что в нижнеи части ве-
ско тонка должна иметь трапецеидальную форму, позволяющую
сужать дно сооружения. Это обеспечивает концентрацию выпав-
шею осадка на меныпей площади, благодаря чему упращается
удаление его из песколовок. Верхнюю часть песколовки обычно
Pin II 12 формы ГГЧС1111Й носко.юпок
принимают прямоугольной. Такой профиль, в частности, имеют
горизонтальные песколовки Курьяновской и Люберецкой стан-
ций аэрации Москвы.
Сравним два сечения песколовок полигональное (рис.
II 12,а) и трапецеидальное (рис. 11.12,б), которые имеют оди-
наковую ширину по дну и одинаковый наклон стенок в нижней
части. В верхней же части одна песколовка имеет прямоуголь-
ное сечение, а друган трапецеидальное с наклоном боковых
стенок, равным наклону стенок нижней части песколовок.
Песколовки равных производительностей при одинаковой
проточной скорости должны иметь равные живые сечения. Тог-
да очевидно, что глубина проточной части полигональной песко-
ловки будет больше глубины этой части трапецеидальной песко-
ловки.
Hi изложенного в уравнения (11.25) следует, что длина по-
лнгонплыюй песколовки и се объем при прочих равных услови-
ях будут больше длины и обьема трапецеидальной песколовки.
Можно было бы. однако, для рассмотренных условий запро-
ектировать песколовки двух указанных сечений, но равных глу-
бин В этом случае полигональная песколовка имела бы боль-
шую ширину по дну. чем трапецеидальная песколовка Счедова-
W4mki. и удаление осадка из полигональной песколовки бы то
бы «ложнее, чем из трапецеидальной.
................"»	опшаипм канале „ „еехолопо,: трапе-
цеидального сечения. Можно, однако
значения h и Ь2 проектировать песколовки и**3” 0ПРеделенные
стенками (прямоугольного сечения» ппи пЛЛ С веРтнкальными
проточной скорости (см. рис. 11.10) Р беспечении постоянной
РаССМОТрИМ ДОСТОИНСТВа И Непостатки
угольным и трапецеидальным сечением песколовок с прямо-
Дифференцируя уравнение (П.40), получим
dh — 8,66,
^rdH <"•«>
или
dH пН',г
<»-44>
Для трапецеидального сечения (рис. П.12)
tga==2~-	(П-45)
ао
Учитывая, что dh=dH, из уравнений (П.44) и (П.45) по-
лучим
пН,/:
tga =---------.	(П.46)
Б 2,156,
Если подставить в это уравнение значение Ь2 из формулы
(11.35), то уравнение (11.46) приобретет вид
tga = 0,8 п —	(П.47)
ИЛИ
tga = 0,8 л(П.48)
Уравнение (11.48) позволяет сделать некоторые выводы *.
Для увеличения угла наклона стенок к горизонту или полу-
чения прямоугольного сечения песколовок необходимо увеличе-
ние значения’ /ц+a, а при принятой глубине песколовки необхо-
димо увеличение перепада а. При проектировании п^вок
трапецеидального сечения с уменьшениемi у-	•
к горизонту необходимо уменьшение знвчевi	ii	. Р Р
мятой глубине песколовки необходимо )	системе очи-
(СМ. рис. П.9). Таким образов^^3^-
<ТНЫХ станций песколовок TPB"e^”f> “ меНьшнм общим укло-
вует составлению ПР°ФНЛЯ н °жает стоимость строительства
ном, что при плоском рельефе <ни
очистных сооружений.
----------- н m не может быть мсаольэздаво. так как ово
’ Для расчета уравнение <	.. ктиволянсйнымн стенками. а ври вро-
С|1рааеалнво для сечении песмх’М”1- * сечения.
екп1ровзнПн приннмзютси трляецеил
Рассмотрим условия выпадения взвешенных веществ из сто-
чной жидкости в песколовке.
Схема, приведенная на рис. 11.13, а, иллюстрирует теоретиче-
ские условия работы песколовки при максимальном расходе
сточных вод. Частицы песка и органических веществ находятся
на поверхности потока. Песок выпадает на дно, а более мелкие
частицы органических веществ выносятся из песколовки.
Рис. 11 13. Схема осаждения в песколовке взвешенных веществ
i - органических; 2 — песка
Схема, приведенная на рис. 11.13,6, иллюстрирует действи-
тельные условия работы песколовки при максимальном расхо-
де сточных вод. Поступающие частицы осадка распределены по
всей глубине потока. Траектории оседания частиц песка и орга-
нически?; взвешенных веществ показывают, что определенное ко-
личество последних будет обязательно оседать в песколовках.
Схема, приведенная на рис. 11.13, в, иллюстрирует оседание
взвешенных частиц при минимальном расходе сточных вод.
В этом случае наблюдаются наихудшие условия. Очевидно, что
относительное количество выпавших органических взвешенных
веществ при минимальном расходе сточных вод будет больше,
чем при максимальном. При этом оно будет тем больше, чем бу-
дет меньше глубина потока при минимальном расходе сточных
Из изложенного следует что для
(уменьшения содержания органическихкачества осадка
глубины при минимальном расходе с'Lm. > уменьшение
с глубиной при максимальном их расхсХ ?авиенню
меньшим. Этому требованию удовчетппгшм, должио быть паи-
так как в „Следах
колонки наиоолывая.	д ширина пес-
Таким образом песколовки с трапецеидальным сечением обе-
спечивают получение осадка лучшего качества (с меньшим со-
держанием органических веществ), чем песколовки прямоуголь-
ного сечения.	н у
Следует отметить, что при трапецеидальном сечении нали-
чие рабочих глубин, меньше расчетных, над наклонными стенка-
ми (см. рис. II.12, б) в треугольных сечениях АБД и ЕВЕ к ухуд-
шению осадка приводить не будет. Это объясняется тем', что
осадок при сползании или перекатывании по наклонной стенке
вниз, совершая движение, перпендикулярное направлению ос-
новного потока, может быть хорошо отмыт.
В то же время следует отметить, что наличие глубин потока
меньше расчетных повышает эффект работы песколовок по за-
держанию песка сверх расчетного (по сравнению с песколовка-
ми прямоугольного сечения). Это было установлено на основа-
нии опытов, которые были проведены авторами на моделях пес-
коловок с трапецеидальным и прямоугольным сечениями.
Трапецеидальное сечение песколовок не требует усложнения
конструкции механизмов для удаления из них осадка. Его сле-
дует считать более простым и со строительнон точки зрения,
так как улучшаются статические условия работы боковых сте-
нок (они практически перестают нести нагрузку) и упрощается
производство работ (при использовании жестких бетонов ето
нирование боковых стенок можно выполнить ез опалу к
Наименьший угол наклона боковых	55*
трапецеидальных песколовках	ия потока хорошо
При этом выпавший осадок при налич!
сползает.	технологическим, строитель-
Из изложенного следует, что» и	- б рациональным
ным и экономическим соображениям наиболее р
является трапецеидальное сечение с
Конструкции входа сточной воды
в песколовки и выхода из них
песколовок оказывают коне г-
Важное значение на раб У1251.
Рукции входа сточной воды и ее ,нччение. А. А. Карпинский и
Придавая этому ^/"’“'^повечи специальные исследования
С. И. Быков еще в 1944	1₽с ’(р||С. Ц.14).
Двух распределительных у стр
55
Распределительное устройство конструкции С. И. Быкова
(рис. 11.14, ц) представляет собой щит с вертикальными канала-
ми, имеющими входные отверстия на разной высоте от дна. От-
вод сточной воды из каналов производится через водосливную
стенку с порогом, расположенным ниже уровня воды в песко-
ловке. Исследование показало, что эффект работы песколовок с
распределительным устройством на выходе сточной воды из нее
Рис. 11.14. Схемы распре-
делительных устройств
горизонтальной песко-
ловки
План

практически равноценен эффекту работы песколовки с водосли-
X с тонкой стенкой также на выходе (при прочих равных ус-
ловиях). Распределительное устройство конструкции инж-
Р Н Стожарова (рис. П.14,6) представляет собой щит с отвер-
стиями большого сопротивления. Исследование показало, что
установка распределительных щитов на входе в песколовку и
выходе из нее приводит к увеличению донных скоростей потока.
Авторы исследования отметили, что установка щитов вызва-
ла некоторое ухудшение работы песколовки, что объясняли уве-
личением проточной скорости. При равных условиях эффект ра-
«л
боты песколовок со щитами на вхоло
в конце, по-видимому, был бы паиНА1J вых“Ле " <•' водосливом
Указанные Р“™Гелея„аеЛы^ГХ'”к,.
достаток, заключающийся в наматывай . “Мел" также "е
гн. Таким образом, первые попытки "Их тряпья и бума-
лительных устройств песколовок оказал1?РУИР°'‘а""Я Ра<»'Рсле-
Рассмотрим условия осаждении - '“ДОвыми.
в горизонтальной песколовке. Входное “и школ™”" кру"‘.,осги
могут создать различные условиЯЛ течении Д Л О<г ycTP°“CTBG
в песколовке и, в частности:	Я 1,очн'^’ жидкости
1)	с одинаковыми местными скоростями движения сточной
жидкости но всему сечению потока, т. е. с прямоугольной пю
рон распределения скоростей (рис. 11.15), Такне услоян! X
пня могут наблюдаться яря плавном входе в „ееколояяу „ км-
ходе из нее и без нарушений равномерности скоростей потока
сточной жидкости;
2)	I. преобладанием течения сточной жидкости в верхних
слоях потока, когда местные скорости в них больше средней ско-
рости, а в нижних меньше средней скорости. Эпюра распреде-
ления скоростей // близка прямоугольному треугольнику с од-
ним из катетов на поверхности потока. Такие условия течения
жидкости в песколовке могут наблюдаться при установке водо-
сливов в начале и конце песколовки;
3)	с преобладанием течения сточной жидкости в нижних
слоях потока, когда местные скорости в них больше средней ско-
рости, а в верхних — меньше средней скорости. Эпюра распре-
деления скоростей /// также близка прямоугольному треуголь-
нику, но с одним из катетов у дна песколовки. Такие условия
течения жидкости в песколовке могут наблюдаться при устрой-
стве входа в песколовку и выхода из нее в виде истечения из-под
щита.
Естественно, что описание условия течения сточной жидкости
следует рассматривать как схемы, к которым могут приближать
ся действительные условия течения сточной жидкости при вы-
полнении тех или иных мероприятий.	^..гии
Предположим, что рассматриваемая |'е«оловв‘‘
на задержание песка наименьшего размера, и<_ гидрав-
лическую крупность ио. В этом случае пето’	р‘ ( теченИП
лической крупностью будеты распределения скоро
сточной жидкости с любой форi о» соблюдении расчетной про
степ, но постоянной по шеи дли не (	нн жидкости в пе
точной скорости). Следовательи . Ри тасиредслеИ1|Я скоростей
сколовке с любой из трех форм J ' PJW.KVIO крупность нп. бу-
(|»ис. Ц.15) песок, имеюнип’ !21Л	’ |1роцССС осветления жид-
Дст задержан в песколовке. Однак^ интенсивностью по длине
кости будет происходить с РазЛ ,1(ВИОСТЬК) „о времени
песколовки, хотя и равной ин выражается системой уран
Движение песчинки в песколовке I
□ /
Рис ii.15.	песка расчетной крупности в горизонтальной песколовке
Рис Н.1Ь Схема О(  ним пса р.ь “стпон кр\пностп при установке щита в начале песколовки и водослива
в ее конце
-------------f
нений (начало координат в левом веп^м
правление осей направо и внт м углу пес*<оловки. на-
-ЛЖ ИЗ которых следу “	“=
песчинки в дифференциальной форме, т е ₽аектории Движения
dh ц
=		(11«)
еде местная скорость потока па глуби„, * от ,1ос1и
ииды.	г
Если течение жидкости происходит с одинаковыми местными
скоростями потока по всему сечению, т. е. с прямоугольной эпк>
рои распределения скоростей потока (эпюра / на рис II15) то
ом=о и уравнение (11.49) может быть записано в виде ’	*
dh=~dl,	(П.49')
где v — средняя скорость течения сточных вод.
После интегрирования получим уравнение траектории дви-
жения песчинки в алгебраической форме
ft - —	(П.50)
В соответствии с этим уравнением на графике (см. рис. 11Л5)
построена прямая / — траектория движения песчинки.
Если течение жидкости происходит с эпюрой скоростей по-
тока, имеющей форму прямоугольного треугольника с одним из
катетов на поверхности потока (эпюра II на рис. П.15), то
« Ямахе ИЛН V“ в 20
и уравнение (П.49) может быть записано в виде
= —!£*•—dl.
ап 2v(Ai-A)
После интегрирования получим уравнение траектории дви-
жения песчинки в алгебраической форме
= “*'	1П52“
В соответствия с этим уравнение»I иР
построена кривая II — тРас™Р" хРд1ГГс эпюрой скоростей пото
Если течение жидкости про."“^‘гоЬьника е одним из
ка, имеющей форму ™р" Ш на Р»е. " 15). ™
катетов на дне песколовки рп р
-V —или
alitk чаписамо в виде
и уравнение (11.49) может бы
2vh
(11.51)
1.53)
яя
После интегрирования получим уравнение траектории дви-
женин песчинки в алгебраической форме
h*v — uhil.	(П.54)
В соответствии с этим уравнением на графике (см. рис. 11.15)
построена кривая Ill траектория движения песчинки.
Траектории движения песчинок /, 11 и Ill в то же время яв-
ляются границами осветленной и неосветленной сточной жид-
кости. Выше этих кривых находится жидкость, не содержащая
частиц песка расчетного размера.
Из рис. 11.15 следует, что при течении сточной жидкости
с прямоугольной эпюрой распределения скоростей 1 процесс
осветления будет осуществляться равномерно по всей длине пе-
сколовки. При течении сточной жидкости с эпюрой II осветление
будет происходить слабо в первой половине и интенсивно во вто-
рой половине длины песколовки. При течении сточной жидкости
с эпюрой III осветление будет происходить интенсивно в первой
половине и слабо во второй половине длины песколовки.
Из сказанного следует, что наилучшим образом процесс ос-
ветления в песколовке будет происходить при течении сточной
жидкости в первой половине длины песколовки с эпюрой III
(преобладает течение в нижних слоях) и во второй половине —
с эпюрой 11 (преобладает течение в верхних слоях). Близкое
к таким условиям течение сточной жидкости можно создать пу-
тем устройства входа в песколовку в виде истечения из-под щи-
та и установки на выходе из песколовки водослива.
Не может, однако, от начала до середины песколовки неиз-
менно сохраняться эпюра распределения скоростей потока III
и с середины до конца песколовки — эпюра II. На рис. 11.16 по-
казано, как будет изменяться эпюра распределения скоростей
течения сточной жидкости от начала песколовки до ее конца. На
этом рисунке представлена также кривая, воспроизводящая
траекторию движения песчинки с расчетной гидравлической
крупностью и9 (построена графо-аналитическим способом) при
принятых эпюрах распределения скоростей течения сточной
жидкости. Из рис. 11.16 следует, что при принятых условиях
сточная жидкость освободится от песка расчетной крупности
раньше, чем она достигнет конца песколовки. Это позволяет сде-
лать вывод, что при принятых условиях в песколовке полностью
выпадет в осадок песок с гидравлической крупностью меньше
расчетной и эффект работы песколовки по задержанию песка
будет больше расчетного.
На рис. 11.15 кривая IV означает траекторию движения ча-
стицы расчетной крупности (построена графо аналитическим
иаходившеися в момент входа в песколовку на по-
X *и ВОД“’ при течении сточной жидкости в начале песко-
ловкн с ,пюрои распределения скоростей // а к ипи..^ е песк„
м - с зиЮрой III, т. е. при условии устройства на входеТпе-
эффект работы no-
расчетного.
рассуждений под-
опытом эксплуата-
песколовки с водо-
сколовку водослива и на выходе из нее и П1
щита. Рассмотрение кривой IV позволяет «течения из-под
принятых условиях часть песка с пГ сдслать вывод, что при
крупностью будет вынесена из песколовки .гидРавлич^ой
следней по задержанию песка будет меньше
Полученные выводы из теоретических
тверждаются результатами исследований и
ции горизонтальных песколовок.
Практически одинаковой эффект работы
сливом и распределительным устройством констр^'с и"б£
нова на выходе при прочих равных условиях объясняется прак-
тически равноценными гидравлическим,, условиями, которые ха-
рактеризовались повышенными скоростями в верхних слоях по-
тока и эпюрами распределения скоростей по всей длине песко-
ловки. Практически одинаковый эффект работы песколовки с
водосливом на выходе и щитом с отверстиями конструкции
Р. Н. Стожарова на входе и выходе при прочих равных условиях
объясняется тем, что как в первом, так и во втором случаях бы-
ли практически равноценные эпюры распределения скоростей
движения жидкости по всей длине песколовки.
Качественное отличие распределения скоростей, которое ха-
рактеризовалось для первого случая повышенными скоростями
в верхних слоях потока, а для второго случая сравнительно рав-
номерным распределением скоростей по высоте потока, не ока-
зало существенного влияния на эффект работы песколовки.
В 1956 г. на Кожуховской станции аэрации (Москва) была
построена горизонтальная песколовка с двумя отделениями.
Каждое отделение имело ниже уровня дна по длине песколовки
по два бункера для осадка. Эти бункера от проточной части от-
делялись деревянными колосниками, уложенными вдоль песко-
ловки по поперечным балкам.
С целью определения влияния бункеров на эффект работы
песколовок было проведено исследование их работы с выклю-
ченными бункерами. Для этого по колосникам была
фанера. В таком виде была испытана песколовка без ^ьих-ти-
бо устройств и С порогом (ВОДОСЛИВОМ) ВМС	, ппИведени
выходе из песколовки. Результаты этих иссл
Из этой таблицы видно, что при	см
после установки на выходе из песко.’	рс !8 2 до 23,1 д на
количество задерживаемого осадка _Р°> • ышении эффек-
’000 сточных вод. Это	выходе из нее.
тивности работы песколовки с п°Р состав песка отличается
При работе песколовки с поре	фракций (0.25 .иж).
значительно большим содержаии • песок задерживается
Очевидно, что в обоих случаях кр	задержанию песка
полностью. Следовательно, эффек Р значительно большим,
с порогом на выходе из песколов
Таблица Цц
Результаты испытаний работы iоризонтальиой песколовки
с выключенными бункерами
м пи	Количест- во сточной жидкости в тыс	Количест- во осадка на НЮО ж* сточной жидкости в л	Характеристика осадка			Фракционный состав песка вдкГ			
			объемный вес в т/м*	влаж- ность н %	золь- ность в %	>1	1-ОЛ	0,5—0,26	-0.25 а.
1*	22,75	18.2	1.56	22	96,8	3,4	36,3	42	18,3
2**	22,2	23,1	1,43	41.7	70	2,2	2,7	39,6	55,5
3"	22,4	21,2	1,23	34,1	83,7	1.7	9,4	44,7	44,2
♦ Бел дополнительных устройств на выходе из песколовки.
*• Установлен порог высотой 15 см на выходе из песколовки.
чем эффект работы песколовки без дополнительных устройств
на ее выходе. Улучшение работы песколовки объясняется изме-
нением течения сточной жидкости во второй половине длины пе
сколовки— уменьшением донных скоростей и увеличением ско-
ростей в верхних слоях потока.
В 1961 г. песколовка Кожуховской станции аэрации была
переоборудована: были ликвидированы бункера и установлены
специальные механизмы для удаления осадка. Каждый из этих
механизмов представляет собой две бесконечные цепи с закреп-
ленными на них скребками-ковшами, которые сгребают осадок
в начало песколовки и поднимают его наверх.
Выход в песколовку в плане еще прежде был выполнен в ви-
де постепенного расширения. Чтобы исключить выпадение осад-
ка в расширяющейся части входного устройства и в то же время
создать лучшие условия для удаления осадка, дно входной ча-
сти было выполнено с подъемом к песколовке, а при входе в нее
сделан уступ по форме, описываемой ковшами-скребками при
подъеме (рис. 11.17). С самого начала эксплуатации обнаружи-
лась неудовлетворительная работа песколовки. Проведенные
наблюдения показали, что последняя улавливала песок только
крупных фракций, при этом осаждался он в основном в средней
части песколовки. Неудовлетворительная работа песколовки
в основном была вызвана устройством уступа в начале песко-
ловки, вызвавшим увеличение скоростей поверхностных слоев
потока в ее начале. Таким образом, можно считать доказанными
теоретические выводы, которыми и следует руководствоваться
при конструировании песколовок.
Изложенное выше относится лишь к решению конструкция
ненмТ‘ЛгВОН в всРтикаль,юй плоскости (В продольном направлю
И Существенное значение на работу песколовок оказывает
И конструктивное решение в плам_
из нее сточной воды.	dHe МоД* в песколовку и
Проведенное Н. Л. Козеевым иг	У
в новых горизонтальных песколовках К°ЙаНИе п^««ло, что
рации (Москва) наблюдалось струена™ Н0ВСКой станции аз-
ной жидкости против входа в них и ХТВДе“иое течеин* сточ-
бокам от входов, которые	^Разонание мертвых эон по
простирались почти на
всю длину песколовки.
Это объясняется наличи-
ем небольшого внезапно-
го расширения на грани-
це входного устройства с
песколовкой. Следстви-
ем этого явилось ухудше-
ние работы песколовки по
задержанию песка и вы-
падение большого коли-
чества органических ве-
ществ в пределах обра-
зования мертвых зон.
Изложенное и ряд дру-
гих примеров из практики
позволяют сделать заклю-
чение, что вход в песко-
Рнс. 11.17. Схеяа входной части теско
ловки
и — яроаолмш! рщн.’т. б — плм
ловку в плане следует вы-
полнять в виде плавного расширения от ширины подводящего
канала до ширины песколовки без устройства уступов, которые
могут вызвать внезапное расширение потока. Выход из песко
ловки следует выполнять в виде плавного сужения в плане
ширины песколовки до ширины отводящего канала.
Песколовки с грядовыми днищами
и бункерами для осадка
Для удаления осадка из горнэо-
устраиваются сложные скребковые - одновременно поднн-
«от осадок либо в бункера под дно . •
мают его в бункера над песколовкам •	механизмов для
Стремление избежать УстР°^аиню песколовок с бункерами
Удаления осадка привело к созданию
под днищем.	Алй горизонтальные песколовки.
Последние представляют^со уСТр3цваются пнрам“Я^”
под дном которых во всей длине * чная) часть песколовки
бункера (два или три). Ра6о^ковым днашем Пл0ЩаЯЬ1^н,
отделяется от бункеров к^^овкм. составляет о^зо з0%
ников, укладываемых вдоль часть площади дн» Р*-
площади всего днишо. Остальн«я
.тивляет собой продольные отверстия, через которые и провали,
дается в бункера выпавший осадок.
Авторами было проведено исследование горизонтальной пес-
колонки с бункерами, которая работала на Кожуховской станции
аэрации. Данные исследований одного из отделений песколовки,
в котором поддерживалась постоянная проточная скорость
---0.3 .м/сек (водосливом с широким порогом на выходном кана-
ле). приведены в табл. 11.12. На рис. 11.18 представлен интеграль-
ный график фракционного состава песка, содержащегося в осад-
ке песколовок.
Таблица 11.12
Данные исследований горизонтальных песколовок
с бункерами на Кожуховской станции аэрации (Москва)
.V опыта	Средняя глубина сточной воды в проточной части в л	Количе- ство осад- ка на 1000 мЛ во- ды в л	Характеристика осадка				Фракционный состав песка			
							в	% при крупности его частиц в мм		
			д X -X Д' Ю 3 о х е	• га сЗ X ¥ о Д а> О. £ О X X	влаж- ность в %	золь- ность в %	>1	0,5—1	0,25—0,5	<0.25
1	0.38	98	1,01	68	84	62	4	7	51	38
2	0.36	97	1,12	41	82	59	7	9	40	44
3	0.38	117	1,24	71	66	—	3	7	29	61
4	I 0,34	148	1,08	39	85	56	1	6	50	43
5	! 0.32	1 87	1,13	47	86	59	12	11	45	32
6	0,3	!	145	1,06	24	89	50	1	2	30	67
Средние резуль- таты	i	i	1	48	1	61	4	7	41	48
Данные табл. 11.12 и сравнение интегральных кривых фракци-
онных составов песка, содержащегося в сточной воде (см.
рис. 11.1) и в осадке песколовок, которые представлены на
рис. 11.19, свидетельствуют о высокой эффективности задержа-
ния песка песколовкой. Однако осадок, извлеченный из песко-
ловки. характеризуется низкими содержанием песка и зольно-
стью, что свидетельствует об улавливании песколовкой большого
количества органических загрязнений. Сложность утилизации по-
лучаемого осадка исключает возможность применения подобно-
го типа песколовок. Именно поэтому песколовки с бункерами на
Кожуховской станции аэрации были переоборудованы в обыч-
ные песколовки с выгрузкой и подъемом осадка скребковыми ме-
ханизмами.
Предполагалось, что причиной плохого качества осадка явля-
лась проточность бункеров, благодаря чему они работали как
отстойники Замеры расходов сточной воды одновременно над
бункерами и после них показали, что расход сточной воды про-
•оздщий через бункер, не превышал 3% общего расхода и еле-
£ в	1
100
Диаметр зерен песка 6 нм
Рис. 11.18. Интегральный график фракционного состава
песка, содержащегося в осадке песколовок
1 — результаты отдельных опытов; 2 — ©сродненные результаты
О 0,25 Ц5 1	песка
Диаметр зерен w
ого состава песка, содержа
Рис. П.19. Сравнение ФРакц“®!'"дке 2 песколовок
щегося в сточной воде 1 и
65
5-
1314
довательно. зто не могло вызвать столь значительного засорения
. садка ограническими загрязнениями. Это подтвердили и непос-
редственно замеры скоростей движения сточной воды в бункерах
при помощи гидрометрических вертушек.
Впоследствии было выяснено, что основной причиной выпаде-
нич большого количества органических загрязнений является от-
счтствие у песколовок сплошного жесткого днища, являющегося
Рис. II. 20. Схема песколовки с грядовым днищем и бункерами
для осадка
а — план; б — разрез по /—/; в — деталь днища
источником образования вихрей, взвешивающих загрязне-
ния (54].
Таким образом, для исключения выпадения в песколовках с
бункерами органических загрязнений необходимо создать искус-
ственную шероховатость днища. Следует в то же время иметь в
виду, что искусственная шероховатость днища не должна быть
очень большой, чтобы нс вызвать взвешивание и вынос песка из
песколовок. Очевидно, что оптимальные условия работы песко-
ловок будут созданы при устройстве их днищ в виде гряд, фор-
мируемых потоком из осадка.
Песколовки с днищами в виде гряд, формируемых потоком
из осадка, и бункерами для него должны работать аналогично
песколовкам с плоскими днищами и без бункеров. Это объясняет-
ся тем, что песколовки без бункеров вскоре после выпадения
осадка формируют себе грядовое ложе, которое и определяет
условия работы песколовок.	г
Грядовое днище песколовки может выполняться из колосни-
о.
ков, располагаемых перпендикуля
лесников (размер по длине песков? песколовкам Шиг»ин,
длины гряд на ширину отверстий Дол*»а быт^мЛ?0'
ющегося в бункер выпавшего осадка ЙДИМЫХ "РоваX
лосников (в направлении длины песКОл^? Верхией грани X
уклону верхней стороны гряд Песколовки) Должен быть равен
Схема песколовок с грядовым днищем и «
ка представлена на рис. Ц.20. Размены ” 6ункеРам« для осад-
между ними даны ориентировочно для п« °СНИКов 11 отверстий
биной в пределах от 0,5 до 1 м Они сколовок с рабочей глу-
измерения размера гряд, формируемы*nn??Baf0TCH на данных
ми руслами.	РУ х потоками рек с песчаны-
Данные эксплуатации ряда песколовок с
подтвердили удовлетворительную их оабо™ рядовым Днищем
Песколовки с грядовым днищем и бункемм*. ппО п
гут применяться для очистки как бытовыX „ Хизводстве^’
пых сточных вод.	нриизводствен-
3. РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
И ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ ПЕСКОЛОВОК
1) Расчет и основы конструирования
вертикальных песколовок
В вертикальных песколовках, представляющих собой верти-
кальные цилиндрические или призматические резервуары, очи-
щаемая сточная вода подается в их основание, а отводится свер-
ху (рис. 11.21). При движении воды вертикально снизу вверх во-
да освобождается от песка. При скорости течения сточной воды
v песколовка будет улавливать песок с гидравлической крупно-
стью ио V, песок с гидравлической крупностью Wo<v будет вы-
носиться из песколовки.	,
В основании песколовок устраиваются бункера . v р.
осадка. Им придается форма перевернутых конуоо®	достоикст-
Вертикальные песколовки обладают очень	осадок кон-
»ом. заключающимся в том что	н„телыю мало го-
Центрируется на малой площади,та к к Рачительн0 ¥прОщает
ризонтальное сечение сооружен*1 и. Э Q 0СуЩествляется
Удаление осадка из песколовок, котрпатрубки нх распо-
гидроэлеваторами или насосами. 1 Р перевернутых кону-
лагают в основаниях бункеров (в вершинах пер р
сов или пирамид).	„«urviiiM и другие недостатки.
Вертикальным песколовкам пр у* изменяется соответствен-
Проточная скорость сточной воды „ теМ> Что живое сечение
чо изменению ее расхода. Это о зависимости от изменения
сооружений остается постоянны Ппоточной скорости в ши-
Расхода сточной воды. Колебание «качества осадка
Роких пределах является прич г УмссЯмн).
Загрязнения его органическ
&
5*
Направление ввода сточной воды в вертикальные песколовки
ьак правило, не совпадает с направлением течения ее в рабочем!
части песколовок. Течение сточной воды на входе в песколовках
с поворотом на 90 пли 180° ухудшает гидравлический режим ра,
боты песколовок, что. в свою очередь, плохо влияет на эффект
ъ:\ работы как но задержанию песка, так и по качеству улавли-
ваемого осадка (загрязнению органическими веществами).
Продолжительность пребывания сточной воды в вертикаль-
ных песколовках принимается равной 2—3 мин. Высокая продол-
Рис 11.21. Схема вертикальной песко-
ловки
: — юна осветления; .' — подвод воды; 3 — от-
.-.ЪЗД Э-З.ДЫ
Рис. 11.22. Схема песколовки Блунка
; - р-.-ртикальные цилиндрические перегород-
ке,. . - подача напорной воды
жительность пребывания воды, по-видимому, объясняется тем,
что осаждение песка происходит в направлении, противополож-
ном течению сточной воды, и плохим гидравлическим режимом
работы вертикальных песколовок, о котором упоминалось выше.
Вертикальные песколовки, в целом работающие хуже других
типов песколовок (что объясняется изложенными выше недо-
статками), получили меньшее распространение по сравнению с
другими типами песколовок. В практике распространены лишь
такие типы песколовок, в которых устранен хотя бы один из опи-
санных недостатков. Избежать течения сточной воды на входе в
песколовках с поворотом практически невозможно, а выполнение
мероприятий для сохранения постоянной проточной скорости
пчных в°Д вызывает усложнение коигтп
rr,?vin<a, с подвижной вертикальной стенк ГиРУТИ Песколовки
МНа Р"‘- 11 22	схем" L,
(|Ка.	финальной песколовки
Ь’’Последняя представляет собой вертикалей
пезервуар с коническим днищем. Ввод стХй в^ЛИНДрИЧвСКИЙ
Р . производится по вертикальному каналу обпа Я В песколов’
‘'^коловки и криволинейной перегородкой п2еМ°Му стенкой
^я вода переливается через’ хол’Хй
оступает в отводной лоток.	оливной оорт и
11.23. Схема вертикальной пес-
Рис.
коловки с подвижной стенкой
1 — проточная камера; 2 — непроточная ка-
мера: 3 — подвижная перегородка: 4 — на-
правляющий паз; 5 — подводящий канал;
Ь — отводящий канал
поступает в отводной лоток.
Внутри песколовки установле-
но несколько вертикальных
цилиндрических перегородок,
верхние края которых нахо-
дятся на различных уровнях.
При изменении расхода сточ-
ной воды и колебании ее уров-
ней включаются или отключа-
ются из работы кольцевые се-
чения, образуемые цилиндри-
ческими перегородками. Бла-
годаря. этому достигается из-
менение живого сечения и под-
держание постоянной проточ-
ной скорости сточной воды.
Для возможности регулиро-
вания работой песколовки
вертикальные перегородки ре-
комендуется предусматривать
подвижными (подвешенными
на болтах), чтобы верхние края
их можно было устанавливать
на требующейся высоте.
Песколовки Блунка работают удовлетворительно лишь при
резких колебаниях расходов сточной воды и большом разнице
между максимальным и минимальным ее притоками. Поэтому
применение таких песколовок целесообразно лишь в системах
°бщесплавной канализации.
Песколовки Блунка были построены на Люблинской станции
азрации, но вследствие неудовлетворительной работы были ре-
К0нструированы
На рис. Ц.23 показана схема вертикальной песколовки с под-
вижной вертикальной стенкой. При изменении расхода сточной
воды в ней изменяется и наполнение. Это вызывает смещение по
высоте плавающей вертикальной перегородки 3. Благодаря то-
' У. что эта перегородка связана с наклонным пазом • Р -
-т и опУскании она смещается и по ГОРИ30”^ ’бовного пеРе-
°м сечение проточной камеры /. При расчета. Р Р
3)
дивного водослива и паза 4 предусматривают изменение проточ
ного сечения песколовки соответственно изменению расхода
сточной воды и обеспечивают поддержание постоянной проточ.
ной ее скорости.
Все же следует отметить, что работа вертикальных пескод0.
вок еще слабо изучена. Возможно, что последующие исследовав
ния и совершенствование конструкции позволят вскрыть резервы
при проектировании вертикальных песколовок.
Расчет вертикальных песколовок производится по принимае-
мым на основании опыта эксплуатации проточной скорости сточ-
ной воды v и продолжительности ее пребывания в сооружении /.
Живое (горизонтальное) сечение одного отделения песколов-
ки определяется по формуле
(о -	(11.55)
nv	'
Рабочая глубина песколовки равна:
hi = vt.	(П.56)
Общая высота сооружения (см. рис. 11.21) определяется по
уравнению
h - hi + h2 + h3 + ht,	(11.57)
где h2 — высота борта сооружения над уровнем воды;
й,— высота входного отверстия;
й4 — высота бункера для осадка.
Размеры сооружения определяются при форме в плане:
круглой
0=1/—-
У л ’
квадратной
В - |zw.
Как указывалось выше, для задержания песка с гидравличе-
ской крупностью и0 проточная скорость сточной воды v в песко-
ловке должна приниматься
V < Uo.	(П.58)
Для очистки бытовых сточных вод при расчете вертикальных
песколовок принимают о=0,02 ч- 0,03 м/сек. При этом обеспечи-
вается задержание песка диаметром d'> 0,25 — 0,3 мм.
На основании опыта эксплуатации продолжительность пре-
бывания сточной воды в песколовках рекомендуется принимать
равной 2—3 мин.
Площадь живого сечения вертикальных песколовок может
вычисляться и по нагрузке сточных вод на единицу площади соо-
ружения в плане qo. При этом
<».= fe.	/П ДО
nq,>
70
Цз сравнения формул (11.56) и П1
D расчетах должна приниматься Щ ?едует' ”то нагрузка
'ой крупност,, «. песка, который	иче
зовкамн.	жвн Улавливаться песко-
' Из изложенного следует, что хотя гм™
песка «о в ^сек ” нагрузка q0 в *H?ecKa" крупность
„яТиями И имеют лишь различную размепмТСЯ разными по-
енного сооружения их величины равны” MP<S!Tb' ^Пя кажД°Г0
' При расчете вертикальных песка™™ ЖДУ собой-
, 110 Л«= •«	"«ммомк принимаю, ,о=7О н-
Объем бункеров для осадка определяется «₽
ем бункеров при расчете горизонтальных песХвок^ И °бъ'
2] Расчет и основы конструирования
тангенциальных песколовок
Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане и
подвод сточной воды по касательной (тангенциально). Подвод
сточной воды по касательной и движение ее в сооружении по
кругу вызывают вращательное движение сточной воды Сумми-
рование поступательного и вращательного движений сточной во-
ды создает винтовое (поступательно-вращательное) движение с
круговой осью. Наличие вращательного движения сточной воды
теоретически должно положительно сказываться на работе пес-
коловок. Оно поддерживает органические загрязнения во взве-
шенном состоянии и исключает их выпадение в осадок. Благода-
ря этому осадок из тангенциальных песколовок содержит мень-
ше органических загрязнений, чем из песколовок других типов.
В тангенциальных песколовках песчинки подвержены влия-
нию кроме сил тяжести двум центробежным силам, обусловлен-
ным движением сточной воды по кругу в плане и вращательным
ее движением. Дополнительное влияние центробежных сил спо-
собствут более эффективному отделению песка из сточной жид-
кости.
Тангенциальные песколовки в целом должны работать лучше,
чем горизонтальные. Учитывая сложность компоновки очистных
станций при числе сооружений, большем двух, тангенциальные
песколовки целесоборазно применять, при сравнительно ма
Рименяющил^л  -------------1
ейгера	песколо-
в ЧССР разработана конструкция тан^^Хдова^а лХ
вок системы Эрбена (рис. 11.25). Послед	_ нным резулъта-
при работе в лабораторных условиях. По Л больше, чем на
там, оптимальная нагрузка на нее в 3-4 раза оол
песколовки других типов.	„„«тпппки с вращательным
Так называемые вертикальные пес	к таигенциаль-
дьижением сточной жидкости также относятся
расходах сточных вод — до 50 тыс.	тангенциальных
Наиболее совершенной из применятихм та
песколовок является песколовка Гейг Р
ним. Эксплуатация этих песколовок на Курьяновской станщц
аэрации (Москва) показала, что они работают неудовлетворц.
тельно.
Наблюдение, проведенное за работой песколовки на Кожу,
ховской станции аэрации (Москва), в некоторой степени объяс.
цвет причины этого. Эта песколовка работает периодически
Иногда в нерабочее время сточная вода из нее не удаляется, а
поэтому загнивает и приобретает черный цвет. Пуск из канала н
песколовку «свежей» сточной воды, имеющей светлый цвет, поз-
воляет проследить за сменой воды в сооружении.
В начальный момент сточная вода, находящаяся в сооружу
кии. начинает вращаться, как цельный массив. Затем скорость
вращения сточной воды увеличивается. Сточная вода черного
цвета, переливаясь через борт лотка, удаляется из песколовки.
Некоторое время спустя по периметру песколовки появляется
•свежая» сточная вода светлого цвета. Поднимаясь с глубины
сооружения, она сразу переливается в сборный лоток и удаляет-
ся из песколовки. В центральной части песколовки длительное
время (до 20 мин с момента пуска воды в сооружение) остается
сточная вода черного цвета. Есть основание предполагать, что з
течение этого времени по всей высоте центральной цилиндриче-
ской части песколовки сточная вода ие обменивается, а только
вращается как цельный массив с вертикальной осью вращения
(рис. 11.26).
Таким образом, песколовка в плане работает не всем сечени-
ем и наблюдается большая неравномерность вертикальных ско-
ростей движения сточной воды или проявляется очень слабо по-
перечная циркуляция сточной жидкости, которая так благотворно
сказывается на работе тангенциальных песколовок. По-видимо-
му, недостатком этой песколовки являются: большая высота соо-
ружения по сравнению с высотой впускного канала, а также
впуск воды у дна, что затрудняет создание вращательного дви-
жения сточной жидкости.
Широко распространенные в СССР горизонтальные песко-
ловки с круглым движением сточной воды (тульского типа) рл-
ботают лучше, чем обычные горизонтальные песколовки, что
объясняется вращательным движением сточной жидкости в пло-
скости живого сечения потока, которое вызывается круговым
движением сточной воды в плане.
Благодаря тому, что горизонтальным песколовкам с круговым
движением сточной воды присущи черты, характерные для тан-
генциальных песколовок, они также должны быть отнесены к по-
следнему типу. Если обеспечить тангенциальный подвод воды и
песколовках тульского типа, то можно предположить, что они
будут работать еще лучше. Наличие бункера для осадка, отде-
ленного от проточной части, явится преимуществом песколовки
нового типа по сравнению с другими тангенциальными песколов-
п
Ра зрез
План
Рис. 11.25. Схема песколовки Эрбена
Рис. П .24, Схема песколовки Гейгера
поддод воды; 2—грубей
»рлифт; .5 выпуск волы.
решетке; 3 — решетив-Дробилке;
6'  приямок для песке
Сотрудниками кафедры канализации МИСИ им. В. В. к
бышева предложена новая песколовка — тангенциальная с»”
ревой водяной воронкой [26]. Конструкция этой новой пескол***
кв аналогична конструкции обычных тангенциальных песков
Рис. 11.26. Схема песколовки Курьяновской станции аэрации
/ — непроточная зона; 2 — проточная зона; 3 — зона осадка
Рис. 11.27. Схема песколовки тульско-
го типа с касательным подводом воды
S-XS “°лы: 2-проточная часть:
л-тя осадка °Т®Ода поды; <~ «Уикер
/7/70//
Рис. 11.28. Схема тангенциаль-
ной песколовки с вихревой во-
дяной воронкой
74
к: она имеет в центре вертИ1(ЯЛко
для отвода всей или части очищеми Н-Ую
^етствующе.м заглублении верХа Вод«- (рИ 1®у,ЯтРубу
сточной воды в центральной чХн °ТвоДной тРу/М пРи со-
ная водяная воронка, которая интен^
жидкости по кругу в плане. Это й фнцнрУетдвн"^ает Вн*Р*-
сификаиию вращательного Двнжен^Г °Чередь-
живого сечения потока и улучивпяЛСТОЧНой воды в плТпИНтеи*
Расчет тангенциальных пескХвокТ Песколов“и ”
которую рекомендуется принимать п выполняется по
При конструировании песколовок иМН°Й: ’о=9О^13О ЖзКе*
6„„v соорх женин „е более
4. РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАЛ.
ПЕСКОЛОВОК	""гоеднив АЭРИРУ1МЫх
1) Общие сведения об аэрируемых песколовках
Аэрируемые песколовки, так же как и тангенциальные, отно-
сятся к песколовкам с вращательным движением сточной' воды.
Аэрируемые песколовки получили широкое распространение в
США [12. 66, 67] и некоторых странах Европы —ЧССР, ФРГ
[12,64. 65J и др.
Аэрируемые песколовки представляют собой удлиненные пря-
моугольные в плане резервуары с поперечным сечением прямо-
угольной или трапецеидальной формы. Вращательное движение
сточной воды в песколовке обеспечивается аэрацией потока при
помощи аэраторов, установленных вдоль одной из продольных
степ по всей длине песколовки на 'Д—’/з глубины от дна. Вра-
щательное и поступательное движение сточной воды образует
винтовое движение потока.
Действительная скорость течения сточной воды в песколовке
поддерживается постоянной независимо от колебания ее прито
ка, так как вращательная скорость значительно прсв°^®дв| в
величине продольную скорость, а поэтому Рав”°Д н1изме.
скорость будет практически постоянной, как бы с“лв ск0.
мялся приток сточных вод, а следовательно, и р
Постоянство скоростей движения Г^чиоЙ в°д“ ® ’ „Р”^МС0.
песколовках способствует получению ос д посладние поддер-
Держанием органических примесей, так	не выпадают.
живаются во взвешенном состоянии и ння СТОчной воды
Благодаря этому продолжительность реопасаясь уХуд-
в песколовках можно значительно ув
•пения качества осадка [40,64]. ПРСколовками врашатель-
По сравнению с тангенциальнь! песколовках более ии-
ное движение сточной воды в а9риру рнением степени аэрации.
тенсивно и может регулироваться
Многие исследователи считают, что аэрация сточной Н(,л
способствует отмывке песка от органических примесей, К а к ,, 1
казали расчеты, гидравлическая крупность чистой пссчпицц"
2 ржа больше гидравлической крупности загрязненной иесчинк
того же размера [40|.	”
Увеличение продолжительности пребывания воды и отмыва.
ющее действие аэрации способствуют улавливанию песка мелки*
Рис. 11.30. Схема аэрируемой песколовки
в г. Хейльбронн
/ -- горизонтальная песколовка (существовавшее
сооружение); И аэрируемая песколовка (ново?
сооружение). Уровни воды: 1 — максимальный и
ливень; 2 — то же» в сухую погоду; 3 — минималь-
ный в сухую погоду
Рис. 11.29 Поперечный разрез
аэрируемой песколовки
/ — пдп»ол«ЩНЙ канал, 2 — бун-
кер для сбора песка; J — дырча'
.ач труба; 4 — огвидноА канал;
5 качающийся диффузор; 6 —
иерот видослнаа
фракций и повышению эффекта работы песколовок в целом. Оса-
док из аэрируемых песколовок содержит до 92% песка, а золь-
ность его равна около 94% (14, 64].
В США известны две конструкции аэрируемых песколовок.
В аэрируемой песколовке чикагского типа аэрация сточной воды
осуществляется при помощи подвешенных диффузоров (дырча-
тых труб), смонтированных вдоль одной из продольных стен со-
оружения на высоте 0,6м от дна. Под диффузорами располага-
ются бункера для сбора песка (рис, 11.29) [66]. На биологиче-
ских очистных сооружениях г. Хейльброина (ФРГ) построена и
исследована аэрируемая песколовка, представляющая собой ка-
меру овального поперечного сечения длиной 20 м [64]. Аэраторы
песколовки выполнены из фильтросов, заделанных заподлицо г
внутренней поверхностью стены (рис. 11.30).
Уловленный в песколовке осадок собирается в песковом лот-
ке. по которому сдвигается скребком к песковому бункеру, а за-
тем перекачивается на песковые площадки.
Эффективность работы исследовавшейся аэрируемой песко-
ловки сравнивалась с эффективностью работы горизонтальной
песколовки, расположенной рядом. Результаты исследований ПО'
катали, что аэрируемая песколовка задерживает ббльшее коди-
ть
честно мелкого песка, чем горизонта.
маЯ песколовка задерживает чш*"аи (в частности *
(1.2 „М в 38.5 раза больше, ч,.„ горю"’ «"мвтр"/»''-
гацичееких веществ в о(адК(. '•^миа).с« W-
Мадо—и среднем составляет 7 й? ₽УСМ<Л "««оливки ,₽'
92.33%). В то же время адсрЙке'“ЛЬ"ад‘> XVJT
ОСВЛКС из горизонтальной несколоВК"	вещее?, в
„ость осадка равна 55,5%). Общее коли^? ИГает 44-5 % (золь
го аэрируемой песколовкой, в 2,7 раза 6oS ”есКа’ Улов^«ио-
цой песколовкой.	F оольше, чем горизонталь-
Авторы отмечают, что аэрация сточной
ст флотации плавающих веществ особрннпЖи^ости способству-
по облегчает работу биологических ohhctmLv ЧТ0 значитель-
Прп максимальном расходе около 4С“тыс°Ж?ИЙl64,651*
продолжительность пребывания сточной шм. У сРедняя
кагекого типа должна быть 1,1 мин. Для меньших	ЧИ‘
воды требуется меньшая продолжительность =,™я,
сточной воды в песколовке.	преоываиия
По мнению Каппе, песчинка должна сделать три-четыре обо-
рота, чтобы Достигнуть периферии потока, коснуться дна и вы-
пасть в осадок [66]. По мнению Роу, для выпадения песчинки в
осадок ей потребуется сделать минимум два оборота [67] Каппе
рекомендует следующие размеры (ЬХНх1м) аэрируемых песко-
ловок для различных расходов сточной воды.
Около 400 тыс. лгЧсутки . ... .	6x3,5x15 м
» 800	»	’»	...... 9X4,5X21 »
Свыше 800	»	»	...... многокамерные сооружения
Таким образом, по Каппе соотношение между шириной и глу-
биной сооружений Ь/Н= 1,74-2.
В Советском Союзе исследования аэрируемой песколовки
проводились па Тушинской станции аэрации (Москва) Акаде-
мией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова (каид. техн,
наук О. В. Демидовым) [14].
Аэрируемая песколовка представляла собой прямоугольный в
плане резервуар длиной 20м и шириной 1,5л. Аэрация
воды осуществлялась дырчатой трубой, подвешенной у <
стены над сборным лотком на высоте 0,5л от его дна
Экспериментальные исследования nP0B°£H‘ в₽песколов-
,|()н продолжительности пребывания сточно।	^.ях аэра.
“ I. равной 1,25; 2 н 5 мин. .. .«XS
/, равных 2. 3 и 4 м=/м>-н. В тЛ-	„й
|,ые исследования аэрируемой песке.
Нии аэрации.	,.становить. что аэри-
Проведенные исследования полно^актерИЗуюшийся вы-
РУемые песколовки улавливают <х'а ’жа„ием песка (91.9%)-
с°кимн зольностью (93,9%) 11 с’д ।
Таблица Ji
Количество н качество осадка,
задерживаемого в аэрируемой песколовке
И» тенснвиость аэрации / в	Количество и качество осадка при продолжительности пребывания сточной воды в песколовке в мин	м								
	1.25			2				<5	
м3/ж’ ч	IF, л на KKMI ж*	3. %	/Л %	VF. л на ПИЮ м'	3. %	п. %	U7, л на 1000 ж1	3.%	/Т.%
									
2	76,2	93,9	91,6	68,7	93,5	91,9	43,9	90,4	87,9
3	70,5	91,6	89,3	59,6	88,4	88,2	36,2	85,2	82,3
4	43,2	90,7	88,9	39,3	88,6	87,3	22,9	78,1	77,3
II р и м е ч а н и с. IF — количество осадка; 3 — зольность осадка; П — содержание
п( < к а в осадке.
В аэрируемой песколовке задерживалось в 2—3 раза больше
песка диаметром менее 0,25 мм, чем в других типах песколовок.
На основании исследований О. В. Демидов рекомендует на-
значать интенсивность аэрации в аэрируемой песколовке, равной
1=2—3 м3/м2-ч, продолжительность пребывания воды в песко-
ловке не более 1 — 1,5лщ« и сечение аэрируемой песколовки с
соотношением между шириной и глубиной сооружения Ь)Н — \.
О. В. Демидов получил уравнения траектории движения пес-
чинки во вращающемся потоке жидкости. Решение этих уравне-
ний получилось несколько сложным.
Ряд исследователей считают возможным объединять аэрируе-
мые песколовки с преаэраторами [40].
Несмотря на некоторое распространение аэрируемых песколо-
вок в зарубежной практике в литературе имеется очень мало дан-
ных об исследовании аэрируемых песколовок. Имеющиеся сведе-
ния о работе этих сооружений весьма противоречивы.
Расчет аэрируемых песколовок в литературе рекомендуется
производить по продолжительности пребывания воды в сооруже-
нии. Так, О. В. Демидов рекомендует производить расчет аэриру-
емых песколовок по продолжительности пребывания сточной во-
ды для двух случаев — для станций малой производительно-
сти— t = 60 сек и для станций большой производительности —
/ =90 сек.
Разными исследователями предлагаются различные формы
поперечного сечения аэрируемых песколовок — прямоугольная,
квадратная, трапецеидальная, полигональная, овальная и др-
Соотношение между шириной и рабочей глубиной аэрируемой
песколовки за рубежом чаще всего принимается ЫН =1,5 •+• 2;
О. В. Демидов предлагает назначать соотношение. 6/Я= 1. *
Однако форма поперечного сечения аэрируемой песколовки
и соотношение между шириной и рабочей глубиной сооружения
7К
ллжиы быть выбраны таким обивали
%? эффективное улавливание п«ка™»“ »6кпечить каи6„.
позДУха-	F Минимальном расхоте
00 g зарубежной литературе приводятся данн„
песчинки, находящейся во вращающеМсяДа”н“е 0 т°м, что ддя
Ершить три или четыре оборота, чтобы " ДТ Треб>'ет^ со-
потока и выпасть в осадок. О. В. ДемидовХД? Перн<Н>ии
дельность пребывания воды в песколовке Гаег пРОДо™и-
। 5 мин, которая значительно превышает вп₽Мо Т? равной ’~
тёго, чтобы песчинка сделала три-четыре ЖЛу,°ТСЯ ДЛя
чае продолжительность пребывания воды в пе?колО± СЛу'
зависеть от размеров сооружения и должна onXnTb?^\T
четом.	г ,ы-я рас-
Аэрацию сточной жидкости в аэриоуемы»
„„ производить дырчатыми трубами или филЬтросн““„\"“™
нами. За рубежом предпочтение отлается фнль?росвт ™аго-
рам. Преимущества тех или других могут быть выявлено X™
сравнением их в работе на действующих сооружениях. Опти-
мальная высота установки аэраторов может быть опрёдетена
только на основании экспериментальных исследований
Эффективность работы и размеры аэрируемых песколовок
зависят от конструкции впуска сточной воды в сооружения. По-
ток сточной воды, входящей в песколовку, не должен нарушать
вращательного движения жидкости. Известны различные типы
впуска воды в аэрируемые песколовки —с противоположной сто-
роны от места установки аэраторов, вдоль песколовки перпенди-
кулярно вращательному движению жидкости и со стороны уста-
новки аэраторов перпендикулярно продольной оси песколовки,
совпадающий с вращательным движением жидкости в сооруже-
нии. Целесообразность устройства того или иного типа впуска во-
ды в песколовку может быть выявлена только на основании
экспериментальных исследований.
Вопросы выпуска воды, удаления осадка из песколовок, улав-
ливания плавающих загрязнений также требует эксперименталь-
ных исследований.
J] Обобщение результвто» исследований работы
аэрируемых песколовок
При аэрации сточная жидкость а'	дви-
обретает вращательное движение^ ВраЩ	орга.
жения сточной воды поддерживается т< , Р » эта
нические загрязнения не выпадают в ос’ частиц так как
скорость не препятствует осаждению номного превышает
вращательная скорость движения жид ПРЖИМ песколовки оп-
продолы.ую скорость, то гидравлический режим
ределяется в основном аэрацией. ипиоуемых песколовок
На гидравлический режим Р*?	‘ из которых являются
Оказывают влияние факторы, основными	*
интенсивность аэрации, форма и размеры поперечного сечения
песколовки и заглубление аэратора.
Исследования проводились на опытной установке, представ-
лявшей собой прямоугольный резервуар из органического стекла
Рис. 11.31. Схема
опытной аэрируе-
мой песколовки
1 — аэратор; 2 — вэ.
мерители скорости
движения жидкости
(рис. 11.31). Эта установка воспроизводила аэрируемую песко-
ловку длиной, равной 0,5л/, шириной и рабочей глубиной, близ-
кими размерам производственных сооружений.
Изменение соотношения между шириной и рабочей глубиной
песколовки производилось при помощи переносного щита. Рабо-
чая глубина аэрируемой песколовки оставалась постоянной во
всех опытах и составляла 1,32 м.
Для создания вращательного движения жидкости вдоль ко-
роткой стенки резервуара был установлен аэратор — дырчатая
винипластовая труба диаметром 50мм с отверстиями диамет-
ром Злом, расположенными в нижней части трубы в два ряда на
расстоянии 5 см одно от другого.
Опытная установка заполнялась водопроводной водой.
Измерение скоростей движения жидкости производилось по
трем вертикалям и одной горизонтали на глубине 0,66м от по-
верхности воды. Измерение скоростей движения жидкости произ-
водилось по вертикалям на поверхности и через каждые 25 см, а
по горизонтали — у стенки и через 20 см со стороны аэратора, а с
противоположной стороны — через 50 см.	г
Скорости движения жидкости замерялись при помощи гидро-
метрической вертушки с лопастным винтом, крепившейся на
штанге.
По данным замеров, для каждого опыта были построены эпЮ-
распределения вращательных скоростей движения жидкости
ры
К)
в сечении аэрируемой песков
опытной установке шириной а Ки- Результат
= 1,32 м при заглублении аэпяРаВНой *.98 и 1Т ИзМсРсний ия
аэрации / = 5 м*/м*.ч предстХр^Ра А^^0.б7 и' ГЛ^Н^
ны на рис. И за ин^нсивности
J^u И б.
Рис. 11.32. Эпюры
распределения враща-
тельных скоростей
движения жидкости в
аэрируемых песколов-
ках
вып^НаЛ0ГИЧНЫе измерения скоростей движения жидкости были
CTai ЛНеиы На Действующей аэрируемой песколовке Люблинской
Го [1Ции аэрации, которая будет описана ниже. Результаты одно-
*3 опытов, выполненных при интенсивности аэрации /=
cTfJ /м2 • ч и поступательной скорости движения сточной жндко-
= 0,0171 м/сек, представлены на рис. 11.32, а.
ппр_, 3 Эпюр распределения скоростей видно, что наибольшие ско-
и Движения сточной воды наблюдаются на поверхности пото-
81
ка. В центральной части песколовки образуется зона малых ско-
ростей или мертвая зона.
В итоге обобщения опытных данных было установлено, что
для создания оптимальных вращательных скоростей (по пер'ифе.
рни сооружения), равных ов = 0,25-?0,3 м/сек, и проточных ско-
ростей у дна, равных ид=0,2 м/сек, интенсивность аэрации долж-
на составлять 3—5 м3/м2-ч, а удельный расход воздуха должен
быть равен 0,05—0,2 ,и3 на 1 jw3 воды. Заглубление аэратора на
2/з—3А глубины песколовки обеспечивает наибольшие враща-
тельные скорости движения жидкости и лучшие гидравлические
условия работы аэрируемых песколовок. Оптимальное отношение
ширины к глубине равно 1,5, так как при этом наиболее эффек-
тивно используется воздух для вращения потока жидкости
(транспортирующая способность воздуха наибольшая).
Результаты исследований позволяют разработать метод рас-
чета аэрируемых песколовок, учитывающий основные особенно-
сти гидравлического режима их работы.
На лабораторной установке были проведены опыты по опре-
делению пути движения песчинок во вращающемся потоке жид-
кости. В центр резервуара (зону малых скоростей) вводилось
определенное количество песка диамером 0,2 и 0,1 мм и визуаль-
но определялся путь движения песчинок.
В самом начале под действием силы тяжести песчаное обла-
ко опускается вниз, затем подхватывается вращающимся пото-
ком жидкости в сторону аэратора и движется вместе с потоком
вверх. Однако увидеть отдельные песчинки невозможно. Можно
наблюдать как песок равномерно распределяется по всему сече-
нию восходящего потока. У самой поверхности, где жидкость
движется с большими скоростями, песок в потоке также распре-
делен равномерно.
При поворотах потока справа — вниз и сверху — вправо про-
исходит интенсивное перемешивание жидкости. В нижней части
установки она движется со сравнительно малыми скоростями и
можно наблюдать расслоение песка и выпадение отдельных пес-
чинок из жидкости в осадок.
По предложению авторов трест Мосочиствод предпринял по-
пытки реконструировать жироловки ЛСА в аэрируемые песко-
ловки. Реконструкция заключалась в устройстве продольной
перегородки, днищ с продольными песковыми лотками, механиз-
мом для сгребания осадка, гидроэлеватора с трубопроводами
для удаления осадка из бункера и аэраторов из дырчатых труб
(рис. 11.33).
Жироловка разделена продольной перегородкой на два отде-
ления, каждое из которых образует аэрируемую песколовку
шириной 3 м (правое отделение) и 3,25 м (левое отделение),
глубиной 2 м и длиной 30 м. Вдоль разделительной перегородки
в днищах устроены песковые лотки глубиной и шириной по дну
по 50 см для сбора осадка. Для стока сточной воды во время
Ь2
Рис П.ЗЗ. Схема аэрируемой песколовки Люблинской станции аэрации
опорожнения песколовки лоток имеет уклон 0,003 к бункеру
В поперечном сечении днища имеют уклон, равный 0,4, к песк^
рым лоткам для возможности «сползания» в них песка. В нача"
ле песколовки расположен общий для двух отделений бункер
для сбора осадка.
Впуск в аэрируемую песколовку вначале был сохранен без
изменений — прямо по центру песколовки. Сточная вода в каж-
дое отделение песколовок поступала против разделительной
Рис. 11.34. План входной части аэрируемой песколовки
перегородки и аэраторов. Позже были сделаны отдельные впус-
ки воды в каждое отделение с противоположных сторон от аэра-
торов (рис. 11.34).
Существовавшая ранее конструкция выпуска сточной воды
из жироловки — в виде окон размером 100X85 см — была со-
хранена без изменения.
Аэраторы были выполнены в виде стальных (в левом отде-
лении песколовки) и винипластовых (в правом отделении) дыр-
чатых труб диаметром 50 мм с отверстиями диаметром 3 мм,
расположенными в нижней части труб в два ряда на расстоянии
5 см одно от другого.
В начале правого отделения аэратор был выполнен из фильт-
росных пластин (для оценки эффективности его работы). Позже
аэраторы обоих отделений были заменены на стальные дырча-
тые трубы диаметром 50 мм.
Песок собирается по песковым лоткам к бункеру при помощи
скребков, закрепленных на тележке, которая перемещается по
рельсовому пути при помощи тросов от приводной станции, рас-
положенной в начале песколовки. Осадок из бункера удаляется
гидроэлеватором.
Механическая часть скребкового механизма аэрируемой пес-
коловки, как показала практика, работает хорошо. Конструкция
механизма совершенна и надежна даже при работе в зимних ус-
84
довиях. На рис. 11.35 показан of
боте.	Ший вИд э .
Исследования эффекта Пяй	Песко^вки в Г),
заключались в определении кон °™ аэрипуемо	‘
Держиваемого ими при разлив*™3 « песколовок
движения (расходах) сточной 1х поступят» а ОсаДка г,
Грации [55].	точ"°“ «оды „ ;	.	.;
И.35. Общий вид аэрируемой песколовки во время работы
ковыу Ы осадка в песколовках отбирались, из бункера и пес-
ет нан °ТК0В В ЛЯТИ сечениях ,1а расстоянии 6, 10, 14, 18 и 22 м
В ала песколовок специальным батометром.
бы лесковых лотках в каждом сечении отбирались по три про-
сечен:ЗДКа — в назначенном сечении и на расстоянии 0,5 м перед
бы И<?М И после него (по длине песколовок). Отобранные про-
пп0(-СаДКа смешнвались и для анализа предназначалась средняя
. а Из смеси. Каждая такая проба осадка подвергалась пол-
°МУ анализу.
по , Т0МетР Для отбора проб осадка (рис. 11.36), работающий
иыУ1РИндипУ грейфера, состоит из корпуса (коробки) /, сектор-
нрп Затв°ров грейферного типа 2, закрывающих корпус снизу,
r,Z'?Hx крышек 3, штанги 4 и запирающего устройства. Корпус
Ни?С1аВляет собой прямоугольный металлически»! ящик сече-
Ием 8X8 см и высотой 50 см. Секторы затвора вращаются на
8S
осях, заделанных п стенки у корпуса. Верх корпуса закры
двумя крышками, закрепленными на петлях.
В нерабочем положении секторы затвора открыты пут
тяжек пружин, закрепленных на корпусе батометра. Пос.
закрывается при помощи троса, два ответвления одного
которого закреплены на рычагах секторов затвора, а дру!
ней выведен через штангу в верхнюю часть батометра и з
Рис. П.36. Схема батометра
/ — в закрытом положении, //— в раскрытом положении; ///— вид сбок)
/ _ корпус батометра; 2 - секторы затвора; 3 — верхние крышки* 4 — штаг
гэ. 5 —рычаг; 6 — латунная трубка d-8 мм; 7 — муфта М/'; 8 — пр)
жина
лен на специальном рычаге 5. При помощи этого рычага г
водится закрытие батометра. Положение рычага фикси[
защелкой.
п ля каждого опыта строился пооЛилк
„словом лотке. По данным замеров об^мовТ^Г0^*3 в
1 гп в песколовках, для каждого опыта кы„иВ 0Садка °> выпав-
Ш ся выпавшего песка определенных фракцийПп°ДС_ЧИ'ганы о6щие
Bet По произведенным подсчетам были Длине пескол°-
»* Гр°аф„РкИ зависимое™ О, п, ^.^в^ЖиГХ.
Рис. 11.37. Интегральный гра-
фик зависимости выпавшего
количества осадка О, общего
количества песка П и количе-
ства песка определенных фрак-
ций Ф от длины песколовки
/ — для осадка; 2 — для общего ко-
личества песка; 3 — для песка диа-
метром d<0,25 мМ; 4 — то же, d=
=0,25-7-0,5 мм; 5 — то же, d=O,5-2-
-ь 1 мм; 6 — то же, d>l мм
Рис. 11.38. Зависимость вре-
мени осаждения t песчинок
от их диаметра d
ловки I. Результаты одного из
таких опытов представлены на
рис. 11.37.
Испытываемая песколовка
имела большую длину. При
принятых в опытах расходах
(поступательных проточных
скоростях) время пребывания
сточной воды в сооружении
было значительным. В песко-
ловке улавливался весь песок, содержащийся песколовок. сня-
Это подтверждают и профили осадка по Д'
тые в каждом опыте.	.„.„тоиного на рис. П 37,
Таким образом, графики типа, предо и‘песка определенных
отражают зависимость количества it деленнон ее длине ог
Фракций, уловленного песколовкой н_ 1еийЫХ фракций, со-
начала, от количества всего песка определен
Держащегося в сточной воде. л-ицРсТВа песка за практичл-
Принимая 90% уловленного количес^_	п° графикам
ки полное улавливание его опред . каждого опыта был
ТИпа> приведенного на рис. II.3 ,	* п0 поступательна
числены длины песколовки от ’ ’ необходимое Д- -
Р°сти движения сточных вод ы ^фракций. По получввисИмостн
Улавливания песка определенны^^ графики 1яа.
иым для каждого опыта бы. г0 улавливания хстзвлен
иременн t, необходимого длЯ^ ’ЛиКов типа
МетРа песчинки d. Один из Р
h i рис. 1138. Полученные результаты исследований были об.
обшгны по сериям.
На рис 11.39 представлены обобщенные графики изменения
1ПД1.НОС1Н осадка, выпавшего по всей длине песколовки, а на
рис. ИЗО тменении содержания песка диаметром менее
0,25 мм от общего количества
песка, выпавшего также по
шей длине песколовки.
Рис, 11.39. Обобщенный график из-
м<и<ннн зольности осадка по дли-
не песколовки (при v ^0,112 м/сек}
! при/--2 м!м*-ч, *? при / - 3 м‘!лС*'Ч,
при /-4 *7к? ч. / При Л-f/ м'1м‘>ч
Рис. П.40. Обобщенный график со-
держания песка Ф диаметром rf<
<0,25 мм от общего количества
песка //* содержащегося в осадке
в зависимости от длины песколов-
ки I при ц 0,112 м/сек.
Экспликацию см. на рис. 11.39
л

Рис. 11.41. Обобщенный
। рафик зависимости време-
ни осаждения песчинок от
их диаметра
и при /-з мл1м~'Ч\ б — при
/•-4 МА!М‘’Ч\ п- при /*
•ьм^м^ч, / при п-0,112 я/сек;
У при п-0,076 м/гск' !1 — при
Р“”0,|03 мкгк\ 4 по П|Н'ДЛ
миму М<-1ОДУ РШЧГГЙ
НК
Зольность осадка и сод<.ржа||и
„сей длине песколовок, хаваи-г^ ИС 6 "*'м песка и,
Ми (90 95%) и практически „Iи?’$3лИс’> большими'^?4 “°
ок. Снижение зольности и со1рн^Ме"ЯЛИсь «о дли™ ЛЙЧИна'
„«холопок объясняется тем ™И11 "«ха я «адке",К“'""-
МЯЛО осядко.	.	'	““ «Обще
Из изложенного следует что г
продолжительности яреОияштяя »•*»«, уя,..,№„И(.
« может привести к практически ощуЛ’Х"«««»»»
честил (снижению зольности и солепжян“у W“"»> ка.
Интенсивность а.ра„„и „ а,2у"“" "««> «алка.
быть рекомендована равной 3-5 М ,Д!СКо-ювках МоЖ(.г
тенсивпость аэрации не улучшает паб™,’, °Лее выс°кая ин-
меньшей интенсивности заметно проявдХГнРп™**"’ при
аэрации и в связи с этим происходит засопЛиА ₽ Н0Мери,Х1ь
С увеличением длины песколовок в осад^
жаиис песка фракций менее 0,25 мм. В среднем 2а
70^)%.'1еСКОЛОВКИ ПССКа ФраКЦИ«' Ме«* 0,25Р1ТсХИ
iiV/n' 11 ’4* пРедставлены обобщенные графики зависимос-
ти /-/((/) для интенсивности аэрации / сточной воды, равных
3, 4 и 5 м /м^-ч. Из этих графиков следует, что в исследуемой
песколовке практически полностью улавливается песок фракций
0,2 мм в основном за 110 сек пребывания сточной воды в соору-
жении.
3) Разработка нового метода расчета
аэрируемых песколовок
Теоретические основы осаждения песка
во вращательном потоке жидкости
Ряд авторов рекомендуют п^к^“2над₽5₽рмными ши-
ловки квадратного или полигональн	осаЖДении вЗВешен-
[’иной и глубиной, а при решении зад прнниМать вращение
ных веществ во вращательном	1а
жидкости как круговое, вращение н д
Вычислим отношение центробежной си
на песчинку при вращении жидко >
п - Fn‘P.
Центробежная сила равна
Г“' R
пеечннкн.
! действующей
(11.60)
р
(Н.61)
,де т - масса песчинки;
и ~~ круговая скорость
89
Вес песчинки равен
Р ' "'«•	(II.6J)
Подставляя значения и Р в уравнение (11.60), получи^
mv* _ у2
Rmg Rg'	(П.63)
Для практических условий принимают /?=1 м и f = 0,3м/сек
«огта п = 0,3а-	0,01. При /?=0,5 и о = 0,3 м/сек п=0,02
1-9,81
Таким образом, центробежная сила составляет лишь 1_____2%
веса песчинки. Главной силой, определяющей осаждение пес-
чинки. является не центробежная сила, а сила тяжести. Из из-
ложенного следует, что при решении задачи об осаждении пес-
чинки во вращающемся потоке центробежной силой можно пре-
небречь.
Решим задачу об осаждении песчинки во вращающемся по-
гоке. Действием центробежной силы пренебрегаем. Вращение
жидкости принимаем как круговое вращение целого тела, а оси
координат — проходящими через центр вращения (рис. 11.42).
Рассмотрим песчинку, находящуюся в точке М с координа-
тами д и у на расстоянии R от центра вращения. Под действием
силы тяжести с учетом сопротивления жидкости песчинка со
скоростью ио, равной гидравлической крупности, будет осаж-
даться на дно. Вследствие кругового вращения жидкости пес-
чинка будет двигаться по кругу со скоростью v. Влиянием тур-
булентности потока жидкости пренебрегаем.
За бесконечно малый промежуток времени dt песчинка со-
вершит путь, проекции которого на координатные оси опреде-
ляются уравнениями:
dx — — v sin a dt-,
dy = (—u0 + v cos a) dt,	(11.64)
где a — угол между осью у и направлением скорости v.
Уравнения (11.64)—дифференциальные уравнения траекто-
рии движения песчинки во вращающемся потоке жидкости.
После преобразований получим
uodx — ocosadx — v sin a dy — 0.	(11.65)
С учетом зависимостей
(11.66)
no
_L_. # =	(11.67)
cos a	sin a
90
уравнение (П.65) принимает вид
Рис. П.42. Расчетная схема осаждения песчинки во
вращающемся потоке
(П.68)
(11.69)
При расположёнии песчинки в начальный момент в ере
вращения, т. е. при начальных условиях х-0 и у-О, явигтться
интегрирования С=0. В этом случае песчинка )
по траектории, описанной уравнением
о х»	°о У' _ о	(11.70)
Уравнение (П.70) является уравнением окружности рад
УСОМ	п ?П
Rn	(П.71)
с Центром в точке С, координаты которой равны
х __ и
с 1'в

Для практических условий при /?о— 1.5 л<» Оо 0,3 м/сек,
0,2 -W.v и 0,0171 м/сек
: 0,085 м и хс — 0,085.	щ
При расположении песчинки в начальный момент на поло,
вине правого горизонтального радиуса, т. е. при начальных ус-
ловлях л=/?о/2 и у=0, постоянная интегрирования равна:
/-» I'o Ro	UO Ro	п.
с = ----------Г-	И1-7*)
В этом случае песчинка будет двигаться по траектории, они-
санной уравнением
—. 21 + и х +	= 0.	(11.75)
Ro 9 ' 0	/?0-2 к 8	2 /	v '
Таким образом, и в этом случае песчинка будет двигаться
по окружности с центром в этой же точке С радиусом
(11.76)
Для указанных выше вероятных практических условий /?г=
= 0.665 м.
Приведенное решение и анализ уравнения (11.69) показыва-
ют, что при принятых условиях лишь незначительная часть
сточной воды будет освобождаться от песка.
Часть сточной воды в этом сечении имеет форму месяца с
размером по горизонтальному диаметру Ь\, который равен удво-
енному смещению центра вращения песчинок по оси х, т. е.
?>l=2a = 2/?i. Сравнение величины /?ь полученной для вероят-
ных в практике условий, с величиной Ro с еще большей убеди-
тельностью свидетельствует о том, что освобождаться от песка
будет лишь незначительная часть обрабатываемой сточной воды.
Остальной песок будет совершать вместе со сточной водой вра-
щательное движение и не достигнет периферии сооружения, а
следовательно, и не выпадет в осадок.
Это решение, однако, нельзя считать строгим и для принятых
условий, так как оно выполнено без учета влияния турбулент-
ности потока. В действительности вследствие влияния турбу*
лентности в область сечения песколовки, сточная вода в которой
освобождается от песка, непрерывно будет выноситься песок из
центральной зоны, часть которого затем будет выпадать в оса-
док. Таким образом будет происходить улавливание песка.
Однако в этом случае для достижения требуемого эффекта
92
„аиливания песка необходимо быПо е
• ппполжительность пребывания волы » обеспечить Д1игрп,
"р В действующих аэрируемых пе?кЛС°°руже1,Ии ‘ ную
ловия существенно отличаются от теГкоДпГИДравли^кие Vc
Основу теоретического решения. Именно «РЫе были приняв в
причину более эффективной работы coonv °М нужно видеть
татом.	еретическим резу.и.
b
•4
Рис. 11.43. Расчетная схема аэрируе-
мой песколовки
Новый метод расчета аэрируемых песколовок
Исследование гидравлического режима пал„
песколовок позволяет принять следуЮЩуюРсхе ™ .а’Р"’у'МЫ1<
аэрируемых песколовок (рис. 11.43) [55]	' Д расчета
В восходящей части пото-
ка в пределах аэраторов оса-
ждения песка не происходит,
так как скорость течения жид-
кости значительно превышает
гидравлическую крупность
песчинок расчетного диаметра.
Вследствие интенсивной турбу-
лентности песок равномерно
распределяется по всему сече-
нию восходящего потока (рис.
11.32).
При течении жидкости вле-
во (в поверхностной части
потока) песок расслаивается
мало. Сточная жидкость у са-
мой поверхности движется со ,
стями. Ограниченное время течения и высокие скорости движе-
ния жидкости практически исключают расслоение песка.
С некоторым допущением можно принять, что в ле^онi в р.
ней части песколовки песок в потоке распределенi р - Р •
При движении сточной воды вниз в левой части пе
слоения песка происходить не будет, так как напрамешне^ее
Движения и действие силы тяжести на пес жения ЖНДКостн
ним образом, можно принять, что и в на	ка расПределеи
в придонной части песок по всей в“с	так как происхо-
Равномерно. Это допущение близко к ’потока расслоение
Дящее при движении в поверхности < перемешиванием жид-
песка полностью нарушается интенсив * Р _ вправо при
Кости при поворотах воды слева-вниз и свер .
Переходе ее в донную часть с00Ру** и сравнительно Рав”ом^р'
При движении воды в д0НН0Имя„ыми скоростями ПРО,|£*®*
° по высоте и со сравнительно •„ Донная часть
^падение песка из жидкости в осад
сравнительно большими скоро-
движется как в горизонтальной песколовке, расчетные парам»
ры которой могут быть приняты следующими:	т*
длина
Ip 0,86;
глчбпна
(11.78)
Лр Н 2,
где Н — глубина песколовки.
При интенсивностях аэрации / = Зч-5 мР/м-'Ч средняя ско-
рость течения сточной жидкости может быть принята равной
0,1 м;сек.
Очевидно, что после первого круга вращения не весь песок
содержащийся в сточной воде, выпадает в осадок. Количество
же песка расчетной крупности, выпавшего в осадок, прямо про-
порционально отношению глубины осаждения песчинки рас-
четной крупности к расчетной глубине
Л'-К1 = _А_
К hp’
где Л’ н Ki — количество песка в жидкости до и после обра-
ботки;
h — глубина осаждения песчинки расчетной крупности
за период обработки жидкости, определяемая по
формуле
(11.79)
6=/2u0.	(11.80)
Так как время обработки жидкости равно /2=/рМ, a lv=
= 0,8 b, то
_ O,8feo0.
(11.81)
(11.82)
v2	•
При вычислении количества выпавшего песка расчетной круп-
ности по формуле (П.79) величина h должна быть увеличена на
коэффициент k, учитывающий выпадение песка при поворотах
потока жидкости в двух нижних углах под действием центро-
бежных сил. При величине k= 1,25 получим
h °’8fafo_ 1,25=^
v2
После прохождения донной части не выпавший в осадок пе-
сок вместе с жидкостью совершит путь по кругу до левого ниж-
него угла сооружения. При этом содержащийся в воде песок
равномерно распределится по всему потоку. При повторном и
каждом следующем прохождении жидкостью донной части в
осадок будет выпадать часть песка расчетной крупности, опре-
деляемая по формуле (11.79).
94
образом, после первого круга вращения в «о-ии. ни
песка расчетной крупностью А ; после второго
цзЯеТ	(1 ___ Jh\ А-; после третьего круга вращения в
„,га »р°шения V	|’ц„
крг	крупности Ц ~7"| т •
\ Пр )
в осадок выпадает часть
i h
круга вращения (1 — -А)
рсадок выпадет часть песка расчетной
после п-ro круга вращен„я
„ *»;
випадае,
песка расчетной крупности
после п кругов вращения жидкости
песка расчетной крупности
ft
ЧЗСТ1
1 -А? Л
h
'p
r‘i-
ной крупности. Тогда	н^чгг-
h
1-А|Л +
ftp! ftp
ftp
ф/ Пр
А У’“'А = 0,9.	(1183)
ftp
Левая часть равенства (11.83) представляет
членов геометрической прогрессии, знаменатель
' "р/ /1 *
Умножая обе части равенства (11.83) на |1
из полученного равенства равенство (11.83), получим
fl-±?=0,l.
\ Ар/
Логарифмируем полученное выражение.
и вычитая
(II.M)
lp
n — —
Л 1
ДЛЯ ДОСТИЖС-
Hu ^ЧеВИДНО, ЧТО ЧИСЛО кругов »PaI	<Н<? быть рввио
заданной степени удамиеи»" *“
пнчпющсмхсн числу прохождения жидкостью донной части
любом случае количество оборотов вращения жидкости доли &
быть не менее одного, так как при этом будет обеспечивав*10
улавливание всего крупного песка.	Ься
Требуемая продолжительность пребывания жидкости в пе
колонке и ее длина могут быть определены по формулам:
L = vt,	(П.87)
где п — требующееся число кругов вращения жидкости для
достижения заданной степени улавливания песка1
G—время одного круга вращения жидкости;
v — поступательная скорость движения жидкости в пес-
коловке, которую следует принимать равной 0,03—
0,15 м!сек;
1,1 — коэффициент для учета влияния входа жидкости в
песколовку.
Время одного круга вращения жидкости может быть опреде-
лено по формуле
tx = 1,5/, = 1,5^ = 1,2 —	(П.88)
U2	V2
(з предположении, что время движения сточной воды в поверх-
ностной части в 2 раза меньше, чем в придонной, а время дви-
жения сточной воды вверх над аэраторами и вниз с противопо-
ложной стороны пренебрежимо мало).
По предлагаемой методике расчет аэрируемых песколовок
должен производиться в следующей последовательности.
1.	Определяется общее сечение песколовок по принятой по-
ступательной скорости движения сточной воды
« =	(U.89)
По принятому числу отделений песколовок т определяется
сечение одного отделения
со = Q;tn,	(11.90)
а затем его размеры b и Н. При этом соотношение ширины пес-
коловки к глубине следует принимать равным:
(см. ниже).
2.	Определяется глубина осаждения песчинки расчетной
крупности при движении ее с потоком в придонной части по фор*
муле (II. 82) и отношение —	оценивающее степень ула-
Лр п/2
зливания песка расчетной крупности при одном круге вращения
жидкости.
Затем определяется требуемое число кругов вращения ЖИЛ'
кости для достижения улавливания 90% (практически полное
улавливание) песка расчетной крупности по формуле (П. 85).
96
расчет !!<•< I ОЛ0НО1 следует
„не 11еска ди i ром 0,15 или 0 2 "а пОлиПй v
3.	Определяете и время Зд|)(	Иое Улавлива-
„„формуле (11.88).	'«*• Wa Ия
1. Определяется продолжительна	ДК0Сти /,
„есколовке по формуле (И.86,
5. Определяется длнна Ila(L
По язложенкой методике для " “ *8>»
меНта были произведены вычисления рп п₽ов^^ния ,уГ-.
пеСка разной крупности, а результатыЛЛЯ
ментальные графики зависимости / Несены на .
летворительное совпадение эксперимент^ РИС Н 4”
зависимостей свидетельствует о надежнпет И т^оре'
да при расчете песколовок на улав.™м!Г
rf = 0,15-:-	лМ/
Изложенное следует рассматривать как прпргм-
дания метода расчета с учетом Действктельното Х^^Х^
го режима работы аэрируемых песколовок. Этот метод i
далек от полного совершенства и при последующих иссчедован t
ях будет уточняться. Однако и теперь уже он позволярт'о-
лять длину сооружении с учетом основных размеров его сечения
Расчет аэрируемых песколовок также может быть приведен
к основному расчетному уравнению (11.25).
С учетом формул (11.82), (П.85), (11.86) и зависимости Ь=
=аН уравнение (11.87) может быть представлено в следующее
виде:
(П.91)
К=
£___	13,2 aHv
" lg(l — 20 а«0)
Сравнивая формулы (П.25) и (11.91) и учитывая, что рас-
четная глубина аэрируемых песколовок fti=n2, получим
26,4 сщ-,	(11.92)
(1 —20сшо) ’
Коэффициент Л' зависит лишь от ота ,7;че. .
^чческой крупности расчетной фракции _ оаСчет -:ых ус. -
^численные по формуле (П.92) для возм ^(|рты51ет ^ооея-
Р1||>. приведены в табл. П.9. Коэфф*®1 [ЫС из которых 33*
н°сти работы аэрируемых песколовок. • • ‘ охождением i
к>чючаются в том, что перед каждым п 1С.редоточен 10
™Ка сточной воды в донной ч3^„ о-^гоетпо.irae пепрерьгвное
°т°ку равномерно [формула (11	‘ сточной воды 9J^'
бдение песка] „ что в ..ерно» д"ГХ«’.«т	"
еРхностной части осаждения nub ...1Г. К
' Чяются высокие значения коэфф	стаями паяя******
Пример Ц.з. Определить размеры о ..
' ,0'1|,,пд11те1ы1осты<> 100 тыс »'^-'и
91
* I I 1 ” /// »/ I ПН 'HI' I III I > l iliH I	•	•	•	
%/ I (Hl |	’	\
4 0
» i«,«I . < >t |
<f, I f » ‘	' I ’ 1
i )|i	।
ь И\ I Wg| |’U	/
</wlP '	1 t
И .1 • f * < t • ♦ I * di HI I • . •	' i 
H. I 91 . . ; 1*1	/
u|l > niH|j •» I » Hi H Hi < i 11 И ;
<’»M IP
I Illi - Ilf, 'III н Hl I • I II • I	<
|l) •»u'XivI»h|i 'Ji iu	i.* * i ф HiH '	< i' Li -»•' - i«	». »i • »' < । u ,
,	Ч'.’О IPO
I
fl i 11)	' 1	'	-
,,,f! 7 Oi ' ин i'tn	мн  •
Z Z Z >11 ‘I
'I
У <J 4 ‘I
4лг <4 - P И! 4И . Z ‘	.	V	,
* V - АииОИП1 И n / 7 //
4^м||ИГИ1:<^И( м/р,
ж	/Л* I »	// ' ’	9 и n /I. I	I 4
Я*МЮЦ «с I НОНИЧО 'И/MG 4Л г //	Ч И	>
t* *	/411 *Л
*’/Z/	II) t f X./,...	,	, ,	....... r .	-
IM SV Г0
n •
1МЯ
10- ; *4ii иltw, '/>	*<	•- • Mz* О	J
эксплуатации coo-
41 КоястрУ»Ф««мви
„рмруе**ых песколовок
лвеяные и зарубежные исслеш
?3иии l>>. W показывают, что аэри^^и» и опыт aKciUva
‘vgiiie лр)гих 1ИПОВ песколовок ОниУловки Sya’
улавливание песка из сточных Х*?*'"»»’*
содержанием органических примесей Срав«ительио ма.Х
песколовки выполняют и другие функц!^ того’ аэрируемые
еод: улавливают жир, масла и Другие 0ЧИстке сточивд
₽ес которых меньше объемного веса \2ЗН?Я (осиный
кислородом; при добавлении в сточную ^™ ?6°Гаща,от *>*У
ИОЛНЯКЛ функции преараторов и др Ау активного ила нс-
^>.ий, ш.обеияо в тех случаях, когда щ'ХГшХ
' Наибольшее распространение получили аэрируемые пег™
.гонки, имеющие в поперечном сечении трапеиевдальную форму
(см рис II И) с продольными вертикальными степками и уы"
НОМ днища 4-0,1 *0,5 в сторону пескового лотка, находящего-
ся у одной из стенок, и аэратором, который расположен вдоль
гтснки нал песковым лотком. Песколовка такого типа построе-
на и эксплуатируется на Люблинской станции аэрации (Мос-
ква ).
Достоит тир песколовок с трапецеидальным поперечным се-
чением заключается в том, что выпавший на днище песок смы-
вается вращающимся потоком сточной воды в песковой лоток.
Благодаря этому песок подвергается дополнительной от-
мывке от органических примесей, а также упрощается конструк-
ция механизма для сгребания или выгрузки песка (при приме-
нении механизмов на бесконечных цепях они устраиваются
одиоцепиыми; оказывается возможным применение гидромеха-
нических методов удаления песка).	,и .
Оптимальное отношение между шириной и глу
женин равно 1,5, так как при этом величина	обосно-
р формуле (11.25) наименьшая. При с^®^нмуть равйЫм I-
уании значение этого отношения можно пр _ глубине не
!'5. Увеличение значения отношения ние содержания
Желательно, так как при этом возможно у
"I'laiiifqecKnx примесей в улавливаемом	путем срезки
Устройство песколовок полигональи	гидролинамИ'
Углов трапеции позволяет обеспечить Р «Рачительно меньшем
еские условия работы сооружсни" Р ением сопротивления
^'ходс воздуха. Это объясняется сокраш^^ по-внднмом},
Р«1Ц«тел|,ному движению сто’‘н°\ейЛЬбронне (ФРП П?ДО
л ’м ” объясняется применение в у доказанное на Рис
r,(h, имеющей поперечное сече .
чнобенности устройства
аэрируе-
с веско-
н жнро-
Pwc II 14 Схема
мой песколовки
улавливающим /
улавливающим 2 отделения-
ми
рЧ) Однако трудность исполнения такого сложного сечения
может оправдаться технологическими достоинствами и экоиоц^
ей расхода воздуха.
Существенное влияние на работу песколовок оказывают
пескового лотка. В песколовке ДО
песковой лоток имеет форму равно'
бедренной трапеции с меньшим ос
нованием внизу, а стенки его имеют
уклон к горизонту, равный 3.3
В процессе исследования выясни-
лось, что в углу лотка со стороны
противоположной от аэраторов
скапливаются органические загряз
нения. Это, по-видимому, объясняет
ся возникновением вторичного тече-
ния сточной воды или наличием
мертвой зоны в этой части лотка.
Для исключения этого явления стен
ка лотка, примыкающая к днищу,
должна иметь уклон, лишь йена
много больший, чем уклон днища
песколовки.
Даже при самом совершенном
сечении песковой лоток оказывает
влияние на вращательное течение
жидкости в сооружении. Поэтому,
в тех случаях, когда не возникает
затруднений с выгрузкой осадка из
песколовок (например, при приме-
нении механизмов со скребками,
ширина которых может быть равна
ширине сооружения) целесообразно
применение песколовок прямоуголь-
ного сечения со срезанными углами
и без песковых лотков.
Как уже было сказано, аэрация
способствует эффективному отделе-
нию из сточной жидкости жира, ма-
сел и других загрязнений, объемный
вес которых меньше, чем объемный
вес воды. Поэтому целесообразно
песколовки для улавливания этих за-
важно в связи с тем, что способ улаВ
ис пользовать а зрируе м ые
грязнений. Это тем более
ливания этих загрязнений в отстойниках и отвод их из соору#е'
ний практически до конца не решен.
Устройство затопленных выпусков воды из песколовок п°3
воляет задержать в них всплывающие загрязнения, сброс ко10'
рых в иловую (еть может производиться периодически.
топ
Наиболее совершенной слепив
ставленную на рис. II.44 [971 считать пес™™
отделений: пескоулавливающег^У^^овка состощ^^х
вторые разделены перегородкой ПослЛИр0улавлива‘ощего 2
тикально подвешенных досок шириЙ Т”” ВЫпо'™еиа из J:
торыми имеются зазоры около 5 ?л R » 0Л0 10 сл« между
ка представляет собой сплошную желеЖГ* Части "«Регород-
рая во время работы песколовки noiSn^°HHyK> балкУ- кото-
балке подвешивают доски-перегородки J™3 8 вод>'- К «ой
заканчиваются на 30-40 см над дном пХа™ е 8 Нвжней част"
днища жироулавливающего отделения Тгориади^^ Нак'^на
В верхней части перегородки через щели меж™ „„
да поступает в жироулавливающее отделение ЛДвУ«^Ками В°'
в, нижней части возвращается
Уловленные плавающие загрязнения удерживаются в жи^
улавливающем отделении продольной полупогруженной пере-
городкой и могут удаляться из сооружения периодически Вы-
павший осадок через нижнюю щель в перегородке сползает
в пескоулавливающее отделение и вовлекается потоком сточной
жидкости во вращение. Отсутствие волн в жироулавливающем
отделении способствует эффективному улавливанию плавающих
загрязнений.
Жироулавливающее отделение может иметь меньшую длину,
чем пескоулавливающее, и начинаться через несколько метров
от начала пескоулавливающего отделения, так как интенсивное
отделение жиров и масел из воды начинается посте некоторого
периода аэрации.
Эффективность работы и размеры аэрируемых песколовок в
значительной степени зависят от способа ввода сточной воды в
сооружение. Входящий поток сточной воды не должен наРУи*а™’
вращательного движения жидкости и приводить к ° Раж®*
мертвых зон со вторичными течениями. Из	0 це.
венного и зарубежного опытов стедуют некотор
лесообразной конструкции впусков воды. ^«шествлялся в
В песколовках ЛСА (Москва)
Два отделения через один проем против^Р^^ес^руження
родки и аэраторов. Течение сточной: в д	<сбн
носило струйный характер. Поток вх д еийе жидкости, а
вал» аэрацию и нарушал вращатель	образовывались
слева и справа от входов (в Угла*р^ь заметное превышение
застойные зоны. Следствием этого я	в начале сооруже-
содержания органических примесей	песколовки. После
ния по сравнению со всей	в каждое <ггдем-
того как были сделаны отдельные аэраторам (см. Р*с ' ’
ние со стороны, противополож ле сооружен”11- У*.
качество осадка, улавливаемого
л°сь лишь незначительно.	,Л1
При способе ввода воды, показанном на рис. И. 45 [27], н.
появление входящего потока совпадает с вращательным дви^е.
ннем жидкости в песколовке. Поэтому можно ожидать участия в
работе практически полного объема сооружения. Такая консу.
рукиия песколовок затрудняет компоновку очистных соору^.
Рис. 11.45. Схема аэриру-
емой песколовки с боко-
вым подводом воды
/ — подводящий лоток; 2 —
отводящий лоток; 3 — зона
улавливания плавающих за-
грязнений

нин и исключает возможность устройства спаренных песколо-
вок. Однако эти недостатки оправдываются их технологически-
ми достоинствами.
Выпуск воды из аэрируемых песколовок желательно выпол-
нять затопленным, против центра сечения песколовок, где кон-
центрируется основная масса органических загрязнений [27].
Аэрация жидкости в песколовках может осуществляться
пневматическими системами аэрации с подачей воздуха через
фильтросные пластины или перфорированные трубы.
Основная задача аэрации (создание вращательного движе-
ния жидкости) обусловила наибольшее распространение пнев-
матической аэрации через простейшие аэраторы—перфориро-
ванные трубы с отверстиями диаметром 3 мм и более. На-
блюдения показали, что отверстия диаметром менее 3 *•*
закупориваются биологической пленкой, образующейся на
внешней поверхности труб. В целях исключения засорения в*'
верстий перфорированные трубы должны устанавливаться стро-
го горизонтально. Фильтросный аэратор после двух месяцев экс-
плуатации на песколовке ЛСА создавал неравномерную аэрв
нию сточной воды. Причиной этого была негорнзонтальн»*
102
•*———
Рве* 11.46. Сиза tnwnrrMna
холмка ЧССР	зк-
' -	блви»; 1-ЕМИ* J-
отммоаэопк «*""» >-
 стзновка аэратора, которая при».,. „
Прению При горизонтальной ч-" “ "^’«охеряо., „
моО^ успешно работать в аэри- аиов*е Ф^ьтросиые аэрат 33
еыых песколовках.	г	«Даторы
р' Достоинство аэрируемых пес-
коловок заключается еще и в
тоМ что при одном и том же рас-
ходе сточной воды они могут вы-
полняться с разными поперечны-
уи сечениями и длинами, ио оди-
наковым эффектом работы по
улавливанию песка. При этом
будут разными лишь объемы со-
оружений и интенсивность аэра-
ции сточной воды. Это позволяет
проектировать песколовки такой
длины, при которой наиболее
просто в местных условиях ре-
шается выгрузка из них осадка.
При использовании аэрируемых
песколовок как преаэраторов се-
чения их должны быть значитель-
ными, так как в противном случае
длина сооружения была бы очень
большой. В ряде случаев, напри-
мер при малых расходах сточной
воды, длина песколовок может
проектироваться такой, при ко-
торой для выгрузки осадка ие
требуется устройства специально-
го скребкового механизма. На
рис. 11.46 представлена такая песколовка, которая аостроеяа
Седлеце (ЧССР).
Представляется интересным конструирован8*
Руемых песколовок, аналогичных горнэоятальям
с круговым движением сточной воды. П₽а'	яыгрузкя
ходимость в устройстве специального	особые
^адка. Однако в таких песколовках	. увеличь
гидродинамические условия работы, зак сллаужеви
яви в центре и в уменьшении на 1^5е?1Мвсообр*эностъ ир*'
вращательного движения *м^0^2"_ышсяе*а только иосле
Мнения таких песколовок может
проведения специальных экспериментов
УчастЛ ироведенми исследований работы
е канд техн наук И М Шважмя
««*»*»**
I®
J. РАСЧЕТ И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ
СИСТЕМ УДАЛЕНИЯ ОСАДКА ИЗ ПЕСКОЛОВОК
1)	Современные способы удаления осадка из песколовок
В вертикальных и тангенциальных песколовках весь уловлен,
ныи осадок скапливается в бункере и удаляется оттуда при по
моши гидроэлеваторов, эрлифтов или специальных механизмов
(нории, шнеков н др ).
Преимущество гидроэлеваторов заключается в том, что они
одновременно обеспечивают также транспортирование осадка по
трубопроводам на песковые площадки или в специальные бун-
керы для обезвоживания, которые могут быть расположены на
значительном расстоянии от песколовок. В СССР наибольшее
распространение получили гидроэлеваторы. Таким образом оса-
док из вертикальных и тангенциальных песколовок выгружается
сравнительно просто.
Для выгрузки осадка из горизонтальных и аэрируемых пе-
сколовок предварительно требуется транспортировать его к ме-
сту откачки или подъема механизмом. Чаще в начале песколо-
вок ниже днища устраивают бункер, в который сгребается весь
осадок, выпавший по всей длине песколовки. Из бункера песок
откачивается указанными выше механизмами. Иногда осадок
поднимается в бункер над песколовкой тем же механизмом, ко-
торым и сгребается.
Для горизонтального транспортирования (сгребания) осадка
в песколовках применяются механизмы двух типов: цепные и те-
лежечные.
Представленный на рис. II.5 цепной механизм песколовок
Курьяновской (КСА) и Люберецкой станций аэрации (Москва)
состоит из двух бесконечных цепей, которые располагаются у бо-
ковых стенок. Между ними закреплены скребки, которые выпол-
нены из «полутруб», полученных в результате продольного раз-
реза труб на две половины. У днища скребки движутся против
движения сточной воды к бункеру и сгребают осадок. Обратное
движение скребков происходит над водой. Привод механизма
осуществляется от электродвигателя через редукторы, которые
расположены в начале песколовки. Ведущими являются верхние
направляющие звездочки, которые связаны между собой валом.
Для улучшения отмывки осадка от органических примесей меха-
низм имеет рыхлители, которые закреплены к цепям так же, как
и скребки, и чередуются с ними. Таким образом, значительная
часть цепей механизма и две направляющие звездочки каждой
цепи постоянно находятся в воде.
Механизм песколовок Люблинской (ЛСА) и Кожуховской
станции аэрации (Москва) отличается от описанного механизма
тем, что обеспечивает подъем осадка в бункер, расположенный
над песколовкой.
им
За руоежом применяются Mexai
„ КСА. Иногда осадок из пгЛаНИзмы> аналогии....
^дьемниками, обеспечивающИмн°;ово* "Г°АИИМакп шХвХ
обычных шнековых подъемников широко±ЭВо*и*ание	"
цЫе пескопромыватсли, которые kdoX ? "Роняются и S
£дка отмывают его от орга^чЙ? ^ХТния
Все цепные механизмы сложны, мета,^ (см’ IL6)
тельной эксплуатации и недолговечнь Л?МКИ’ Wym тща-
часть их подвижных элементов находится поп Ькак?начительная
Для сгребания осадка в аэрируемой пАводои-
оруженпй г. Хейльбронн (ФРГ) применеим<^°ВКе очистных со-
типа [64]. Он состоит из тележки, перемещают^"3” тележечного
рельсам. Осадок сгребается специальным щиЮТ Ju Катках 1,0
на тележке. Приводные механизмы тележки я т«2 реПЛеииым
опускания щита располагаются на подвижной	И
ключения пробуксовки тележка приводится вшХ, Для Ис'
кагк„. катающиеся по рельсам, а через зубча”™, “„'Т'
холящуюся в зацеплении с зубчатой рейкой, которая Хиа
вдоль рельса. Таким образом, описанный механизм не имеет пол
важных частей под водой, что является существенным его пре-
имуществом. Однако конструкция этого механизма также весьма
сложна, что объясняется размещением механизмов привода на
подвижной тележке и необходимости периодического подъема
над водой и опускания под воду в рабочее положение щита
(скребка). Сравнительно сложно электроснабжение двигателя
привода, расположенного на подвижной тележке. Во время
эксплуатации таких механизмов могут возникнуть затруднения
в северных районах страны.
В зарубежной практике имеются аналогичные механизмы,
предназначенные одновременно для откачки и отмывки осадка
от органических примесей. Они состоят из тележки, перемещаю-
щейся по рельсам, на которой расположены насос для откачки
осадка, гпдроциклон для отмывки осадка от органических при-
месей и бункер (или вагонетка) для накопления и обезвожива-
ния песка [3]. Осадок откачивается при движении тележки непос-
редственно из продольного пескового лотка сооружения, п-
санная система пескоудаления, хотя и имеет А ’
не лишена недостатков, присущих механизмам те	также
Аэрируемая песколовка ЛС^МП 35)6Однако он суше-
механизмом тележечного типа (см. рис.^11. h Тележка
ственно отличается от механизмов, опис • „м двигате-
приводится в движение приводной	тележки), при
лем), расположенной в начале песх°д скребкамн. которые
помощи троса [27]. Осадок пеРе^й гпезаемото и количество
Шарнирно подвешены к тележке. Сл I ег0 веса и могут
перемещаемого осадка скребком зав
легко регулироваться пригрузкой скр . • опускание скребкоа
Подъем, удержание при обратном ходе
при помощи специальной механической снст*.
мы чсилийми механизмов основной приводном станции.
Описанный механизм имеет ряд достоинств: приводная став.
цсч стационарна, исключается пробуксовка тележки, колнче^^^
перемещаемого осадка саморегулируется и др. Однако констру^.
имя этого механизма также сложна.
Выше были описаны наиболее современные н совершенные
механизмы, применяемые в песколовках. Краткий их анализ по-
калывает. что все они сложны, а упростить их практически пока
невозможно.
2)	Обмане сведения о гидромеханических системах
удаиенмя осадка из песколовок
В гидромеханических системах для транспортирования осад-
ка используется энергия потока. В последние годы имеются лишь
единичные случаи применения гидромеханических систем для
выгрузки осадка из песколовок. Ограниченность их применения
объясняется недостаточным вниманием инженеров к разработке
конструкции и исследованию работы таких систем. Между тем
очевидно, что применение гидромеханических систем вместо ме-
ханических для выгрузки осадка из песколовок позволит значи-
тельно сократить затраты на их строительство и эксплуатацию.
На очистной станции «Розенталь» (г. Лейпциг, ГДР) для вы-
грузки осадка из горизонтальной песколовки применена простей-
шая гидромеханическая система [41]. Она состоит из подвижного
шита, который полностью перегораживает песколовку и лишь ча-
стично не доходит до дна (рис. 11.47). При выгрузке осадка пес-
коловка выключается из работы и за щит накачивается очищен-
ная сточная вода из отстойников. Щит медленно при помощи
двигателя передвигается в конец песколовки. Благодаря пере-
паду давлений жидкости происходит ее истечение из-под щита.
Поток воды размывает осадок и смывает его к приямку, из кото-
рого осадок откачивается эрлифтом. При смыве осадка к приям-
ку происходит частичная отмывка его от органических примесей.
Целесообразная в технологическом отношении система вы-
грузки осадка ясе же сложна, так как имеет в своем составе те-
лежку. которая приводится в движение двигателем. Опыт пока-
10о
^взет. что система вытру эКН
* ухода.	Дорог4 а TptflveT fc
Hv в'ГДР испытана оригинальная	**“
удаления осадка, которая не имеет
|-2]. Опытная песколовка длиной 5 Л ны^*"’,еск*4 мементи!
Ценную систему, которая состоит из
^проводов, уложенных по краям песк^Т1*^^' W
пел. расположенных через I Л друг **?**. «промывных «>•
сколовки.	’ др-ra< обеих сторон пе
Нанлучший эффект очистки песка слоем щГ1. и
ной песколовки достигался из спрысков диамХм ^рй*"и
ненных к продольной осн под углом 18° Ппн «,1 п/’ ’ HiM0
ной воды составлял 3 леек на ! м песколовки i.^П0Д емыя
чения воды из спрысков равнялась 14 м/сек С^Ке к^
чества смывной воды к смытому песку составляло <Х Т
а время смыва — около 1 мин.	’•
На основании проведенных исследований разработана кон-
струкция I орнзонтальнои песколовки с песковой камерой обо-
рудованной гидромеханической системой очистки (рис. 1148)
Песковая камера 1 в верхней части имеет щель 4 для приема
уловленного песка, которая может закрываться клапанами .1 при
повышении давления воды в камере. Гидромеханическая систе-
ма состоит из смывного трубопровода 2, уложенного посередине
днища песковой камеры, со спрысками диаметром 7,3 мл, кото
рые приварены с двух сторон нижней половины трубы через каж-
дые 25 см и направлены в сторону выгрузки осадка. Последний
может выгружаться без выключения песколовки из работы. Пос-
ле включения в работу гидромеханической системы и повышения
давления воды в камере клапаны 3 закрывают приемное щеле-
вое отверстие 4 и осадок смывается таким образом, что поступ
ление взмученного осадка в рабочую камеру песколовки исклю
чается.
Испытание новой песколовки позволило
мальные характеристики работы гидромехеиы пр1('
которые оказались близкими к тем, которые .	сооти©.
исследовании бескамерной песколовки, за i с0СТавлявше-
шения количества смывной воды к смыто у >•
го от 6 : ] до 10 :1.	ляв пингткн песколовок от
Достоинство предложенного метода	стоимости
ОсаДка состоит в сравнительно малы. ппГТОннством нового ме-
и эксплуатационных затратах. Важны иий._ механических МВ’
Т0Да является и то, что устройство не »м^ю ,	0«и«;
ментов и отличается простотой и над испытаний ив опыт
ее эти результаты были получены. ^иого песка
°й Установке и при смыве чистого р Р осаДк8 из пк'код”’ л
р Гидромеханическая система У£ достаточно совер?‘овбо.
Разработанная в ГДР, представляется д	,Tenf раб
м°Жет быть подвергнута исслед
гы. Одна из главных задач исследования заключается в пр0Вег,
ке работы гидромеханической системы при удалении реальны»
осадков из действующих сооружении. Наиболее сложной частый
зтой системы являются клапаны единственные подвижные эле
менты. При проведении наблюдении наибольшее внимание долж.
но быть уделено работе этого узла. Следует выяснить возмОж
Рис 11.48. Схема гидромеханической системы удаления осадка из
песколовок
ноетп упрощения конструкции клапанов и улучшение надеж-
ности их работы, а также возможности работы системы без
клапанов.
Правильность и надежность работы всей системы зависят,
в первую очередь, от ее гидравлических условий. Поэтому выяс-
нению подлежат следующие параметры: потребный расход во-
ды на смыв осадка, диаметр спрысков, скорость истечения воды
из них и др.
3)	Расчет гидромеханической системы
удаления осадка из песколовок
Особенности и условия смыва осадка
Если при наличии осадка над смывным трубопроводом пода-
вать малый расход воды в гидромеханическую систему, то вода,
вышедшая из спрысков, будет фильтроваться через толщу осаД'
ка и удаляться. Осадок будет оставаться в плотном неподвижном
состоянии. Лишь при достижении определенного расхода воды»
при котором произойдет расширение (псевдоожижение) осадка,
начнет происходить его смыв.
В условиях псевдоожижения осадок обладает текучими свои-
ствами. При удалении его в одном месте и создании уклона
к этому месту осадок придет в движение в направлении падения
уровня. Это является одной из причин транспортирования осаД-
ка исследуемой гидромеханической системой Есчи бы гидр0'
механическая система представляла собой трубу с отверстия-
ми или спрысками, направленными перпендикулярно осям
108
смывного трубопровода и лотка (ппи п
пнкулярно оси лотка), то удаленйТ выходе струй Hfinii
£1 лишь за счет текучих свойств его^3 Из н<*о проис"^?'
,.я Однако интенсивного смыв» « ° в усл°вия.х псо^Л ЯИло
^„ться невозможно. Интенсиф„кациса^ "Рв этих уё.тоХ"
МОЙ гидромеханической системе достигает °Садка в "сследуе-
спрысков, ориентированных в направТени? Путем
При этом ДЛЯ транспортирования осадка нг Удаления осадка
струй воды, выходящих из спрысков. Эта энепг!!ЬЭуеТСЯ ЭНеР™я
вания осадка значительно превосходит энХ? тРанс"ортиро-
ния, обусловленную перепадом уровней nceS т₽анспоРтирова-
ка. Таким образом, важнейшим фактопом ^ЖИЖенного осал‘
осадка является смыв его струями водывыхЕшмРТИр°вания
ков. Следует, однако, иметь в виду что смм ' °? ЩИМи из с"Рыс-
ды может происходить только при условии его*3 Струями в°-
ния. Условия и закономерности псевдоожижения ocanlT^11*6'
ют особых отличий от условий и закономерностей J евдоожиже’
ния других дисперсных материалов.	"«вдоожиже-
В действующих песколовках осадок по длине сооружений на-
капливается неравномерно. Поэтому иногда во время работы
гидромеханическом системы над частью спрысков может ока-
заться много осадка, а над другой частью практически его не бу-
дет. Это приведет к неравномерному распределению воды по дли-
не распределительного трубопровода. Очевидно, что вследствие
меньшего сопротивления через спрыски, не пригруженные осад-
ком, будет истекать воды больше, чем через спрыски, пригружен-
ные осадком. Поэтому, если даже средний расход воды достато-
чен для обеспечения псевдоожижения расчетного слоя осадка,
при неравномерном истечении воды из спрысков в местах наи-
большего накопления осадка может не произойти его псевдо-
ожижения, смыва и транспортирования. Обязательным условием
нормальной работы гидромеханической системы является расчет
и устройство ее таким образом, чтобы подача смывной воды по
длине распределительного трубопровода происходила достаточ-
но равномерно. Это может быть достигнуто путем Увелиявяяя
сопротивления движению воды через спрыски. ( это
расчет распределительного трубопровода и	асчете
к задачам, аналогичным тем, которые Ре1“а	фильтрах.)
Дренажей высокого сопротивления в водопр основные за-
Изложенное позволяет определять	ле.
Дачи расчета гидромеханических систем уд
сколовок.	ппппй (расхода воды
1- Расчет интенсивности смыва осад ЛОтка, в котором
На промывку, отнесенную к единице необходимое псевдо-
изкапливается осадок), °^еспечиДа’тне «интенсивность смыва
ожижение (расширение) осадка. Пон СИВНОСТь промывки»
9СаДка» водой аналогично понятию «интенс
в°Д°проводного фильтра.	10$
Ot.^v-лгиие ИаШфИ » НЯЧ4Ле смывного трубопровод-
♦лЛ^мня иг</нодммой равномерно*™ ивтенг явности ск^’
* * ;* О* г*-.р«л»ии‘ количества и ра»мера спрысков.
Рлигри лотка гидромеханической системы определяй
p3.w*RM« мошлрукцией и г»-хнологич*'ними особенностямир>.
<И»ТМ М’лЛоЛ'И*
Рз»м*ры н ч'лония работы клапанов пескового лотка не во.
лежат расчету' 'эта задача чисто конструктивная. Надежно^
работы клапанов может быть установлена только экспертмн
тальн»з
Р«сч«т интенсивности смыва осадив
;Ьи об<-н!»-чсиия смыва скалка необходимо привести его в
• ни тонкие ш<-влоожижения. Закономерности псевдоожижения
и«учали<ь мио»ими и<следователями. Д. М. Минц и С. А. Шу-
берт (18) и».-ледова ли явление расширения фильтрующих затру-
я/К нълоярпж>;шмк фильтров, которое имеет много общего с яв-
лением п<евд<м»жижсния о» алия песколовок в начальный момент
его<мыва гидромеханической системой. Поэтому можно вое-
польтовать-я полученными ими зависимостями для расчета ин-
тенсивности смыва (промынки) осадка водой.
Наиболее неблагоприятные условия для расширения осадка
будут наблюдаться при условии, ко»да он состоит из чистого пе-
ска На ли условия и должна рассчитываться работа гидроме-
лаиичес мой < И< темы
При достижении предельною для данной восходящей скоро-
сти потока расширения устанавливаете я динамическое равнове-
сие рас ширяющегося слоя, хотя черна его и пребывают в непре-
рывном хаотичес ком движении. При равновесии расширяющего-
ся слоя равнодействующая всех сил, действующих на этот слой,
равна нулю,
Взвешенный слой находится под действием двух противо-
положно направленных сил: I) силы тяжести G, направленной
вертикально вниз и равной весу осадка в воде; 2) разности сил
давления на нижнюю и верхнюю поверхности осадка; эта сила,
отнесенная к 1 мг поверхности фильтра, может быть выражена
через ДР.
Величины О и ДР можно выразить следующим образом:
О’(Р» Р.)«Л„(1 -т0);	(П.93)
АР Р.«ДЯ,	(П.94)
где Р» и р, плслиость соответственно осадка и воды;
g ускорение силы тяжести;
йв высота слоя осадка до расширения-
flip - пористость осадка;
потеря напора во взвешенном слое.
tto
Приравнивая приведенные
даДЛ. „случим	-р«а„
Р, ','-'»иЛв.
Это уравнение показывает чт	(П95)
ценного осадка — величина пс^стояй^'Р" Иа*фа в ,
стн восходящего движения воды? “a"’**
Взвешенный слой осадка можно pacS^8"0011
среду, в восходящий поток воды ~Л! 21аТркяать как
Основная функциональная завигииФьтраадоиаы6^^
определяющими движение жидкости Л*ЖлУ Факторами,
лученная из теории размерностей Я К «рввспй слой £
4 М. Мвиден, »
-т- = *(Ве)₽.<
А Ч ’	(11.96)
г1е АР Л -- потеря напора зернистого слоя в г1смгсек*,
h - толщина расширенного слоя осадка в см-
и — истинная средняя скорость потока в толще слоя
в см]секу
/„—характерный линейный параметр — гидравличе-
ский радиус зернистого слоя в см-
Re =	(11.97)
И
|i - динамический коэффициент вязкости в г/сж сег.
<f(Re)=- ф - коэффициент сопротивления.
В результате обобщения опытных данных Д. М-^Минц и
С. А. Шуберт получили следующее выражение для коэффициен-
та сопротивления:
Л _ -А-	(П.*»
с учетом зависимостей (11.97) и (11.98), а тааже
V
U ----В
m
___ /и ям/д ________
п й>	ба(1—/ле) 6а(1— iWo)’
Уравнение (11.96) преобразуется к виду
£sJr i== — .к   i...ч. 11 и Tz.  	.. >
4'(«+^)3
п ~~ пористость расширившегося осадка, равная
е + Мо.
m = —Г7>
<+1
(IL99)
(П.НМФ
(п.юо
111
е - относительное расширение осадка, равное
е ~ —°
Ао ;
г-- средняя скорость движения потока в см/сек'
</ш -диаметр шаровых зерен в см\
а - коэффициент формы.
При состоянии равновесия расширяющейся загрузки с
Выражая G по формуле (11.93) [1] и АР по формуле (п7А/)-
заменяя dm на d.iKft и решая это уравнение, получим следу
формулу для определения восходящей скорости (интенси
смыва), обеспечивающей необходимую степень пасшие.Вн°сти
однородного осадка (рв= I)	₽ Ня Не-
- (e+m„)=
2.31
——— сж/сек. (Ц.102)
(1—П1О)
_ I g. )	^'°
\.4-61’7 )	а1,31ц0,54
При практических расчетах расширения чистого неоднород-
ного песка можно пользоваться приближенной формулой, пред-
ложенной также Д. М. А1инцем и С. А. Шубертом [38]
Ю-^(0,7е + 0,17),	(П.ЮЗ)
где d3KB— эквивалентный диаметр зерен, определяемый по фор-
муле
•	_	100 ’
“экв — „ п
(11.104)
Р, — процентное содержание (по весу) фракций со сред-
ним диаметром зерен dK.
В песколовках возможно выпадение чистого песка. В этом
случае будут наблюдаться наиболее неблагоприятные условия
для расширения осадка. Поэтому расчеты по его расширению
должны производиться в предположении, что осадок состоит из
чистого песка, т. е. по формуле (П.1ОЗ).
Величина d3KB для песка, содержащегося в сточной воде» со-
ставляет 0,3 мм (см. табл. П.4). Учитывая, что песок Дй’
аметром более 0,5 мм улавливается полностью, а диаметром ме-
«еп0™°5ть|0- лля расчетов рекомендуется при»»'
мать величину d^=0,5 мм.	н 3
(П102) " (П 103> "ояязывают. что для достяжеяя»
^1Х?,ХИ„ЧИНЫ относ"™ьного ’расширения осадк».
ратуру сточнойХы^сполыуемой ВОЗМОЖНУ’?
дуемой для промывки, т е. v
П2
Для Обеспечения транспортировакия
й системой достаточно лишь С;1;1К;' гидп0..„
сКипк;|. Поэтому при расчетах по-в ?НачИ1'Льно. р п‘
* ,ъ эилчеяие относительного распифХ"?’ Зос,а«'™о X"'
расчетах промывки фильтров принимают г/” ЭДКа е °-2 (пом
1 Если в расчетах принять указанные^,? ЧИн>
ходящего потока, определенная по форм1“%!? .п' ?рость «*•
быть равна 0,8_ ^/сек а интенсивность смыва о °?’ ТЖиа
(ПрИ в=0,5 и <7=13,7 л/сек-л;-).
Для обеспечения относительного пол,
юность смыва должна быть равна ^бЗ^/гД" ^Гч’ ннтен’
яметить, что отношение q2: ^ = 6,3 • 89 = 0~- м  Интереса
Определение напора воды
с гидромеханических системах
Выше отмечалось, что для обеспечен,,,, нормально,, работы
гидромеханической системы необходимо равномерное рааоеае
ление воды по длине распределительного трубопровода
Рассмотрим условия работы гидромеханической системы '
ма которой представлена на рис. 11.49. Поток воды, движущейся
по пути /, проходит спрыск и слои осадка, выпавший над этим
спрыском. Поток воды, движущейся по пути //, проходит рас-
пределительный трубопровод, спрыск, расположенный в конце
трубопровода, и слой осадка, выпавший над этим спрыском.
Суммарное сопротивление движению воды на каждом из наме-
ченных путей будет складываться из сопротивлений в распреде-
лительном трубопроводе Si, в спрысках S- и в слое осадка S.
(отнесенного к единице площади осадка в плане).
Таким образом, суммарные сопротивления равны:
на п\п I
е s, = s; - s - $
/ I
на пути II
vS/; = S| J.s;_s .	(п.106)
Сопротивления SJ и S, не равны между собой Сопро. ......
ние 5' =0, а сопротивление имеет максимальное
Сопротивления S', и S' также могут быть i
в Действующих песколовках осадок по	ч..'- S
пРеделяется неравномерно. Только величины с
н Равны между собой. Следовательно,
опРотивлеинй при смыве осадка неадинак,	р'авны, так kj-i
ТеРн напора Х/7/ и Mhi на тех же щтч -_^ково а также
•'Вление в начальной точке .1 -’тн
-Дчнаковы давления в конечных точх U
30,1тальной плоскости.
^1314

Рис П I
нач схс!
МСХЭНИЧ4
стены
тал bitofi
ки
н
2~ Н
Суммарные потери напора могут быть представлены в щЛ
ДЯ/ = ^Siq] и ДЯи -- - Sn q]i ,	I
где SS —суммарное сопротивление, отнесенное к единице па |
верхности осадка;	I
q—интенсивность смыва.
Так как ДЯ, = ДЯН, то SS, qj = SS/Z qjr, откуда
?/	.	(11 J
q" у \ s, s; + s, + s;
Из этого уравнения следует, что достигнуть требуемой сте-
пени равномерности промывки можно путем увеличения сопро-
тивления S2.
Определим величину напора Яо в начале смывного трубе
провода, при котором будет обеспечиваться заданная неравно-
мерность интенсивности смыва.
Уравнение Бернулли для сечения 1—1 (начало смывного тру-
бопровода) и сечения 2—2, соответствующего уровню воды вне
сколовке, относительно оси 0—0 запишется в следующем виде
(рис. 11.49):
Р,	V2.	р	Л
21 +	+ 17 = 22 + — + -— + ДА,
У	2б	у	2g
где ДА — потери напора.
Учитывая, что
__ 7	Н	V2	П	Л
г2 Яо,	2	0 и ?! = О,
Уравнение для выбранных путей движения жидкости лриоДО
для пути /
114
н"+ 4? = н-< + Ч.;
,.-1»"
Н. + ДН + -^-=Ч+Нв + ДЛв,
Ль и Ahb— потери напора при движении воды в слое осад-
где 3	ка соответственно в точках А и Б;
ДН( — потери напора в смывном трубопроводе;
дН — прирост напора вследствие преобразования
кинетической энергии в потенциальную (вос-
становление скоростного напора);
и „ и._____потери напора в спрысках соответственно
На 1 в точках А и Б.
„птрчьно напор, под которым будет происходить исте-
„е	спрысков, равви:
в точке А
в точке Б
«,-н.+Л_м
2g
(11.108)
НБ =	“ДЛ/+ дн - дл£.
По исследованиям Д. М. Минца [38] для
вода диаметром d при соблюдении условия
1,33,----
d> У 0,006/ м,	(11.110)
которое соблюдается при расчете гидромеханических систем, ре-
зультат слагаемых (—ДЛ(+ДЯ) положителен и ориентировочно
может быть определен по формуле (потерями напора по длине
пренебрегается)
_ДЛ, + Д// = 1.5Л
(П.109)
смывного трубопро-
(11.111)
2«
где О| — скорость движения воды в начале тРУбы- гппп..женнй
Осадок в песколовках распределяется по д? измен^ься от
неравномерно. Поэтому величины Ла” Л благоприятные
нуля до максимального значения. Наиб и в конце смыв-
условия работы системы будут наблюд _ . роэтоМу примем
ного трубопровода (в точке Б) осадка «	„ начале трубы
величину ДЛ£ =0. Величина потери иапора	(П95)>
(в точке /1) может быть определена v j* максимальной,
^том высота слоя осадка Ли должна пр й (11.109) могут
С учетом изложенного уравнения (
быть представлены в следующем вид
ь jiorUMl ~тв)йо; (U.112)
Н "«o + v-
115
.J н -I 1,5	,
2g	2g
rlf *. коэффициент лля учета увеличения потерь напопа
чальный момент расширения песка вследствие С?,|;
лотнсния, равный 1,1.
Соотношение количества вытекающей воды из спрыСКо
чале н в конце трубопроводов будет равно:	в и4.
к - 31	2^ л
Р " 1б '	'	®"<1
После подстановки в уравнение (П.114) величин НА и й
и соответствующих преобразований получим	«
/	_ то) Ло + — (2,5₽® - 1)
и________Рв______________fS___________
'	।__ра	•	(Н.115}
Для обеспечения надежности смыва следует принимать В=
- 0.9. Эта величина больше отношения расходов, соответствую
щнх относительным расширениям осадка е2=0,1 и ei=0,2.
В песколовках возможно задержание чистого песка, поэтому
при расчетах следует принимать р0=2,62 т/м9 и т—0,4.
Учитывая изложенное и принимая рв = 1 т/м9, уравнение
(11.115) можно записать в следующем виде:
Но - 5,6 Ле 4-5,4 — .	(II.II»
Напор, который должны создавать насосы, должен опреде-
лят ы я по формуле
+	(ВЛ
(дс Ай- потери напора во всасывающем и напорном трубо-
проводах от насоса до смывного трубопровода.
Определение количества спрысков
1см^пт^°п ^И4) следует, что расход в точке J
• е<т„0Col. ПР"НЯТ эа Рас,*™«й поэтому размер и “ ь
n":Cp)₽Sop:^XTbHoft системы следует оп₽
<11 ll-и ГХи,мТеШ,<! "° уравнению (П.116) в
ной точке зависимость для определения напора в pat
5.6	7,9
vj_
2g
расход^воды. вытекающей из одного СПрыска
?о == |Лр«» И 2gtTs ,
I|3 „ спрысков
Qi = пцр(0 \^2^н~
расход воды, требуемой для смыва осадка
Qt ~ Ibq,
I—длина лотка;
b— ширина лотка;
q— интенсивность смыва осадка.
с иаконечником
01.119)
(И.120)
01121)
Из сравнения величин расходов, вычисленных ™ ж™
(11.120) и (II.121), можно определить требуемое 4»c"o*SS
с наконечниками принятого размера и, т. е.	«фисков
п =_____%.____.
Цр©1 2gfffi
Если спрыски располагаются с двух сторон, то
между ними должно быть
. _ 21 _2iip(oV^~B
н —	;	
п	bq
Желательно, чтобы величина 1\ не превышала 50 см.
(П.122)
расстояние
(П.123)
Исследование смыва рсадка
гидромеханической системой на опытном лотке
Опытная установка предназначалась для	условий
смыва осадка: интенсивности, требуемого	скорости
истечения воды из спрысков.	.П,.^ппп.
Опытная установка состояла из лотка
пода 2 со спрысками (насадками) и
(Рис. II.50).
Лоток длиной 10,1 м, шириной 0,65 м  глубимй^ стеНке
Расположен вдоль одной из действующих'Р * который слу.
101 ка со стороны жироловки име.	-	’ КОТОрЫй был
Ж|,л для сброса воды сверх того расхода• и и од.
Рассчитан донный пульпосброс 3. Торцо' 1 продольно.
Дольная стенка лотка возвышались на 1- , ом прн верен
''°", примыкающей к жироловке. Тлкпи;' через донный пульно-
'.11ии лотка вода сбрасывалась не 1Х>Лпп0польиую стенку лотка,
спб₽ос 3 и водослив 7. но и через всю продолы..
'Рнмыкающую к жироловке	, _ цед к.м был уложе* по
Смывной трубопровод дпамстрол < впрыски ' КО.1НЧС<
( "чипе лотка на расстоянии 10сл«от дм ьп,
/О но w-wR |Н им пыли ранюло/мны < ДИул . |(ф)))( „
наХМиНКЬ на Н»<О1М11ОМ |Ы“НШНИН 2b <*• liihMM «бриади
пегнчо пин рабочим длина груп.шрошош < <н тивлнла м
Гмр.ШеХмиЧкЧ МН • Th IvMil Ш ЦЫ1ЫШЫ1Ш h г.) < прмсиами
ждммн 10. Н U 10 ИН
к.и umuhih HIPWVHIH И •'“• фуоы » и«ринштильной и
1НМ1ЫМ« h UKh‘H ГН с<н |анд»»л ОКОЛО IH
f MUiiiHHi ipynoiipiHMi ПЫЛ иборуДинин двусторонним |1|(|
дим м гы Iан ныисттшн уелшшп >iii iipm'Mtu iu Ч1рытн|. и,
пидачс цидм UU i мынному ipyAuiipuHoHy в пннривленин к Мн
ШНИлЫ» кн адм (уишюнм днинин» нулшиютнолд) H.Hip.,,
нас .iMrtu'HM Нолы н груби пиша нал»» < направлением •цш.-нн
инн мрык мн При ра «личных усл*ншнх иидачи НОЛЫ М'ы.цо г1и
до UJM 14IU рамнчпую С|СЩШЬ ПП'ОрММт Ц| СЦрЫСКОМ.
Осадок Hi НОНН ПЫ1РУН»НЛ‘ Н При ПОМОЩИ иульпогбросд. 1||.,
hpuMv и ннн всех иныhtn отмечалось хорошее удвленнв н\ н.ш
»про.им »мытого о» адм гнлримехдипшннор системой н »ohii-
4й i h д
Д.1Н И||ириф,ненпн гННМ рнлим с донным пулншн'бросам
до t ид ано oiHcpciHr» л н дне ло|ъа Они перенрЫННЛОрЬ.
Ним К РУЧКОЙ. Нк'Я»ЫШНННШНиН нал самым иысокнм уровнем
4U . iuihc
Осадив н иишный дщнк йодана,н н но грубипршюлу fl
tuДонка Шных 1НЧ КОЛОНОК
I и АроМслдшикн мн сш гема пыла опору пинана
осин 4НФ, когорын ночаге пыл шмешш на насос ’'НФ
уМЫНд омдМ Н польщен ЧЙСЦ1 оиыин» 1и нилминиласи .шиЧ.
Нац НЛДа Н< UCpHHHUOlO О|\ итинка
Лдддчд luxледананим даклщчаЛась п иыисненнн » “и »1п'’'
ны\ одчннНкниен н параметрон рапо1ы гнпрпмеха ось сны
иемы црц ьнгирык уфгчнечннаецн емын осадка нрн
ны\ \ с гоман \
Ui4,u к»ндичидимь npoMvACHUH оптом была
 lrM. ‘Uv^4n мд.ми расхода моды м х мыниой	"
и Мч от к-нмч м» нч ндчадком нроаерндасм на дежнтм'ГК "ч *1
чдричкон у мршкн, Mi кокорых мода UV носгхщала а Л'***'’?
чнщчдичк. iakvM Л4крыма.нчь аонщч» окмерсгне о»юроЖ^“*
ж^Гк\'Ну 7‘V4M‘|4Mk4V ° w p\ *a,KM Уч адком.
х .,л x;xt‘iT “<цм '“'iw* и
•м.ХХХ	<м>чм мрч4ма
»A»4w*	***'t*»H«M «V цччбины w
xr и1Х‘Х‘чк“ ‘4™w' **
. n ,«w-».4 tb vlX	•“w,a v*“
<4 ». <4^
>кч«КДмЛ4**4
***X
ШД’ХЫ
f)

Рнх* II.ЙО Сиштная установка гидромеханической системы
и	Г» рахраа по /— /, а рж*рез по // — //; г — схема трубопроводов
i
где Лмак<
QL-
l'1
4
nnrvonu поды были определены на основа , 1
,,аСЧ,'?'^еС2, изложенных на етр. 109-1 п.'08'М
тическнх 1КА.кд ‘ промывной воды для лотка ппл... I
„ — "=8-2
ставил	_	I
qL —5,69-8,2 --- 46,7	л-сек.	I
Требуемый напор в начале смывного трубопровода был Onp I
делен по уравнению (П. 116)	I
Но  5,6-0,7 -Ь 5,4 -- ---	5,83	м,	I
-0,7 максимальная высота слоя осадка в лотке;]
_£л£4_—	2,64	м/сек.	I
3,14-0,15	I
4	I
Оптимальные расходы воды определялись следующим обра I
зом. Вначале осздок смывался при сравнительно малом расходе!
воды. Затем с интервалом через 10 15 мин производилось его I
увеличение. Расход воды, при котором происходили взвешива-1
нне и смыв осадка, фиксировался в журнале. При этом в жур-|
нал вносились и другие данные работы гидромеханической он-1
стемы.	I
Момент окончания операции смыва определялся прощупывг-1
нием осадка в лотке специальной штангой и визуальным наблю I
дением за степенью загрязненности воды в лотке.
Расход воды, подаваемой в гидромеханическую систему, из-
мерялся объемным способом по времени заполнения верхней
части лотка. Напор в начале смывного трубопровода определял-
ся по показаниям манометра.
До начала основных исследований были проведены опыты по
определению коэффициента расхода спрысков, который оказал-
ся равным цр = 0,82.
Наблюдения за смывом осадка на опытном лотке показали-
что при подаче расчетного расхода промывной воды происход
ло некоторое расширение слоя осадка; затем начинался его
тенсивный смыв в придонной части и вследствие этого бЫсТР
уменьшение высоты слоя осадка в лотке. Процесс смыва °са f
гидромеханической системой заканчивался фактически в теч
2 3 мин. Общая продолжительность смыва осадка опре
лась интенсивностью отвода пульпы через пульпоотвод. . е1)
В первой серии опытов смывной трубопровод был сна
спрысками d—10 мм, установленными через 0,25 м. Опыт
водились при подаче расхода промывной воды, близкого к Р
четному. Осадок смывался водой с расходом, превышают1’*’ ))(
оса1^аИе-Т0 9°йЪтСНЯЛОСЬ ТеМ* ЧТ0 в Расчете принято PflCBJ аРока
запуск	товремя как для обеспечения смыва осаД«а
' °чнои значительно меныпая величина е.
120
Все последующие опыты по смыву 0РЯ,
111ТИмалЫ1ом расходе воды, т. е. наименьще^паПроводились при
ёч.п*ющем интенсивное транспортироваХР^ОДе В0ды- <*£
|||Ческои сис1емои.	адка гидромеха-
СМЫВНОЙ Трубопровод ВО ВТОРОЙ И ТПСТкАй
имел те же спрыски, что и в первой. В OfTanu Сериях ОПЫто&
смывном трубопроводе были установлены спрысХ °Тах на
Расстоянии 0,5 м друг от друга.	“рыски d=14 мм на
Р Из результатов исследований следует, что оптИМа„
„„„ расхода промывной воды находятся в
35 л/сек. При подаче такого расхода промывной воды X-S?
вается надежный и интенсивный смыв осадка в лотке 3™ X
детельствует о том, что для смыва осадка достаточен паста во
ды, создающий расширение осадка е=0,1-0,2	Д
Опытами было подтверждено большое'значение напора под
которым промывная вода подается в смывной трубопровод.’Так
в ряде опытов, когда смывной трубопровод был оборудован
спрысками г/— 19 мм, установленными через каждые 0,25 м, оса-
док не смывался даже при подаче расхода промывной воды вы-
ше расчетного. Это объясняется тем, что вследствие недостаточ-
ного напора в начале смывного трубопровода, обусловленного
малым сопротивлением в спрысках, не обеспечиваются равно-
мерное распределение воды по длине лотка и расширение нахо-
дящегося в нем осадка.
Проведенные на опытном лотке исследования показали не-
обходимость использования для смыва осадка осветленной воды.
Для исключения попадания в спрыски крупных загрязнений вса-
сывающая труба насоса, питающего систему, должна быть
ограждена сеткой, размеры ячеек которой не превышали бы
0,5 диаметра спрыска. Направление подвода промывной воды не
оказывало заметного влияния на засоряемость спрысков тру
Опыты по смыву реального осадка подтвердили *”ак и
длительной работы без прочистки как	Й“РМ „рниенить
все,, системы в целом, что позволило Jв .«альмГОе« Г зюдст.
гидромеханическую систему для удаления
иенной песколовки.	апяметры смыва осадка
Затем были изучены оптимальные п р	СОСтавлял в
в лотке шириной 0,85 м. Расход ПРОМ“В^ЯХ первОго этапа, со-
седнем 40—45 л/сек и так же, как и в . расШирение осад-
°тветствовал интенсивности, обеспечив этимн исследования-
Ка в пределах е = 0,1-?0,2. Таким образе , э смыва осадка
*’и была показана принципиальная в _ расщирить возможны
лотках большой ширины, что п03®°' СИстем.
Раницы применения гидромеханич сМЫву осадка на Q
и Результаты проведенных опЫ1°® широком диапазоне п[г
»“ лотке позволяют в ДО^^Гппеддажеивой »” Р
Рнть расчеты по формуле (ПЛ 16). "Редл	ц.
ни» иеобоаимого напора я начале смывного трубстр^.
(Мваи, что на формула имеет двучленный вид, ее про»2*
ннюдила1ь по зависима тям, определенным для случаев
вели ном одного нт членов практически не изменяется ’
На рис 1151 и 11.52 представлены зависимости
<•«> »мыииого трубглгровг/ди сг/ответствеино от расхода k<i-
напора в начале
от расхода про
Зависимость
ТрубОНрОВОД»
Ри< И 51
Г минного
ММ НИМ*
/ фкфЮЛ? ill ||f»J при
pc	при	У( - fl./ft И, .7 ПО фгф
ыуд»	при	1У»
Рис II Г,2 Зависимость напора п начале
«минного трубопровода от максималь-
ной нм'отм слои осадка к лотке
I <>>> формул* (II ИМ при -4<i л/глх и
•	«'•»/. Л ПО оПМ1«М при Ч. ~ЗЧ,1 •
49.4 .1 .	1 и» формуле (II Им при Оу =*
Тр-1.Ч м!(гИ, 4 МО ОПЫ1ЛМ при

ПЫХ ВОД И ОТ
ВЫСОТЫ слоя
Из этих графиков видно,
рачительная	’	.
ланяых хорошо
( ЗЯВИСИМОСТЯМИ,
ними ио формуле
Вместе с тем, ,	I
часть опытных точек
дожина ниже	I
висимостей. В этих I
смыв осадка происходил I
значениях основных I
метров ниже расчетных. I
Это объясняется следую I
,11И'1) расчет основных пг |
ра метров смыва произведи
на самые неблагоприятные
с точки зрения работы снеге I
мы, условия и, в
что песок,
песколовками,
совершенно чист. В период |
проведения исследований»
значительной части
осадок содержал много Р
ганичсских примесей;
2) вывод Ф°Р"; е
(11.116) произведен-
11Я самый неблагоприя^
случай, когда в начале л
ка выпадает нанбол^
слой осадка, а в к0^йое уп-
совсем отсутствует. При этом предполагалось максима_ о{1Ь)тах
лотнение осадка там, где его слой был наибольшим, и' оМеп-
же распределение осадка по длине лотка и степени нер
пости его уплотнения не всегда соответствовало расче
ловилм.	nedeT'
Проведенное таким образом сравнение теоретических Р8
ных зависимостей с экспериментальными данными подт
ет справедливость предложенной формулы, что позволяв
ее определения негЛходи^ _
^ес^^к	™ УДа*«и гХали
11 ©смоем конструируй,, ГИМ^Г .,
Лдемия осадка из пескомоек “'•* оммщ
Рекомендуемая конструкция гидромеш*-^ -
ищ.<ой системы
Особенности гидромеханического удаления оса,^ -
ловок (отсутствие взмучивания, подсос жидкоста?
несообразность установки клапанов в милей ^? вс'
ъ&, замечаю, что реальный осадок из неловок
, „ем значительного количества органически примесей
fe, заиливать перекрываемую клапанами щель 7,7,” 2°^
них, ухудшая тем самым подвижностьклапанов
Так, в ряд- случаев осадок образовывал плотный свод между
смывным трубопроводом и стенкой лотка, несмотря на то тто
расстояние между ними составляло 0,25 м.
Ненадежность работы клапанной гидромеханической системы
была подтверждена при эксплуатации аэрируемой песколовки на
Люблинской станции аэрации.
Часть пескового лотка гидромеханической системы этой пе-
сколовки была перекрыта съемными железобетонными плитами
со щелью шириной 12 см и свободно висящими клапанами. На-
блюдения за работой песколовки показали, что щель не обеспе-
чивает свободного поступления в лоток выпавшего осадка и пол-
ностью заиливается. Кроме того, наблюдалось налипание осадка
на клапаны, что также препятствовало их нормальной работе,
В последующий период перекрытие с клапанами было снято в
лоток был оставлен открытым.
Гидравлический режим работы	ии|1
бесклапанной гидромеханической системы и песк
Для успешного применения бесклапанной гяд2^х?Т,^а11
системы очень важно было изучать влияние ее р
Движения сточной воды в песколовке. пескодовки с гид-
опмС ЭТ0Й целью на модели горизонтальи	гидрав-
Р механической системой были проведены _ и степени ее
йп?еск°го режима работы бесклапанной	ММучива-
;^йствия на работу песколовки, т.
Ям ВЫноса осадка из песколовки ®° ^„дапанной гидроме-
хач. 0Дель горизонтальной песколовки ifJ53) была выпол-
ней«Ческой системой удаления осадка^гте)<ла и имел® общую
«а в масштабе I : 10 из органического стекла
НУ 1.4 м и ширину 0,48 м.	]Д
f * 
4 > 4 **
i 'WMBWOfc
^>ая
S *
<’и< И*»'» С<»мч М',л>ли п« хлопки >. (млром^хямичикой системой
ЛИ4 •<< »ЛК>»
<мм*4'/й ip/быфоаод;
ЙКГЛлИ* Гниг/рИ, 7 •
mWty*
/ р4бМ«Л i'fNv,- 7	f/^'ir^/й Mfffft, <1
<	*Н*,п fhJiM Ml mW6	<
»»*?/»M. <	*4*41*11, fl'ffl*Mfl*r*f!i<№f /'НИШИМ»ММ
WW 7 И V	tV'HHHWi*
пескового
ноли,
лля ввода краски в промывную поду. Из
обп/исчеи регулируемый крипом отвод
работу ।идрозлевитора песколовки.
Молелироллиис производилось по закону Фруда. В
»рубоиройод модели подивились различные расходы в
ной воды, гоотли'н'7вуилцис таким расходам воды в натуре,
до (И ”',р* ,,г',и,н,ют <»'»ноги1гльиои раг|пирение осадка w
м'"''н,1 ,*М,И-»Л,,«ЛИ<’Ь » следующей последовательности.
< мын1|щ/ !»^г1,ОЛ1,и,,,,,< "°Л‘Н1ронодной водой, водаваемой "
нинни вгпхирТТЖ?Л‘ Of,,',’M,,,'IM < но(обом (по времени папо-1
< «питии ««г и,< ти пн-коловки) замерялся расход водй
ЧерГ1 HIH1I. Пнп?°,,К’Л< ' 1ади И3 "‘‘СКОВОГО O'/HKCp.l
CMBIIM • нт- г г/\слс,,н’' сгон) рнсход.ч также выполнял'-’сь
«» » ™ЧП1юц’'’"|,уф,ш"„S'” '« ТИ,‘«У Вентури подавалам
Ленин in к чин tri > °Л ВрОИЗПОДИЛИСЬ limva П1'Ы’
в иескокпм лП11г ? ?М Движении подкрашенной и
«« XХл!Х: "" "'"'»"да""™ п мскоиой бункер и I"'"'”
и iMumin!) TpyXmSn»'’..,',’1’'’ "”Л1141' подкрашенной к""'1’
I Движение промыв 1Ык,П.’ЛИ следУюц1ее.	. ^сП
песюжшо ло1Ий г Лош нтм 0Д П1»ОНСХОДНТ В придонной
’Н1НМИ горизонтальными скоростям
<!Ы
з»'д ап
дйя’	даже
’ у Пр к рз гжхрсмеха
частя :


клвяяп* а*
s-,
- йзмеяеяяем яжуеят**^
>.:JM „	...
3 Пс’--*- ----'*• поступаюсей жз лота» * -
дается '-’ его стенок я выадджт а
;тг/Х2 снсй-г ..-одсасывается в песь-жт* юкв
4г O?s - 2 еды аз пескового бувкем п
уходах отзсдимой воды не оказывает ха>
-зрзктер движения воды в песковом лотке а
нового б’, и? ~?а в рабочую часть вескожюи
Таким Хра юм, полученные результаты изымав 5*«».
гльиую возможность удаления осадка нэ песками»
*Л гидромеханической системой без кэмтчши и пиюсзего
*? пескового лотка непосредственно в рабочую часть лесками»
Вместе с тем было установлено, что в песколовке пре работе
бесклапанной гидромеханической системы вследствие подсоса
ходы из рабочей части в лоток возникает довольно значитель-
ный циркуляционный расход воды.
Определить величину расхода воды, подсасываемой в песко-
вой лоток из рабочей части песколовки, по скорости движем*
красящего вещества не удалось из-за большой вераивомеряостя
распределения скоростей по сечению модели и сильной турбу-
лентности потока.
Поэтому в дальнейшем для измерения расходов подсасывае-
мой воды часть рабочего объема песколовки над песковым лот-
ком и песковой бункер были отделены от остального объема пес-
коловки. Из пескового бункера отводился расход воды, равны»
расходу воды, подаваемой в смывной трубопровод. Тамм ра-
зом, вода, подсасываемая из рабочего объема neS^* ’ ас1
купировала по лотку в песковой бункер» откудаi в р У®сиом
песколовки, расположенную над песковым лотко ,
подсасывалась в песковой лоток.	гпедяей ско-
Расходы подсасываемой воды_опред^1ловки. расположен-
Рости движения воды в рабочем объеме песко воды За-
‘*ом над песковым лотком. Средняя скор ЛИНДрКческой фор-
мерялась при помощи глубинного попла . глубине рабочей
5? диаметром 4,5 см и высотой 22 см» Р . подучены осреднен-
цасти песколовки. Таким образом, нами ниЯ вОды как по
.Ые значения горизонтальной С^°РОС песколовки, расположен-
“«Рине, так и по глубине рабочей части пескол
И над песковым лотком.	объемным способом.
Расходы промывной воды замерял»«о-
результаты опытов приведены н Р зависимости поз
Полученные на модели графически
г гн\ кпцего пересчета определить изменения C1(n 1
|1Чтем соотнесиотношения расходов подсасив%
стн подсоса воды.	лотка натуральных размеров
н промывной воды - возможности переноса на натуру’.
Для подтвержу nvTeM моделирования по ФруЛъ
смоете". полученных путем дпрорведены СПеци
проведены специальные?11
ты по замеру расходов? |
мывнои и подсасывав I
воды на опытном лотке I
альных размеров. I
Расходы промывной Bt. I
ды определяли объемна I
способом по времени напщ. I
нения верхней части догц
Расходы подсасываемой во-'
ды подсчитывались по ско-
рости циркуляционного к '
движения в лотке, которая
замерялась гидрометриче-
ской вертушкой.
Количественная оценка
расхода подсасываемой во-
ды, возникающего при ра
боте гидромеханической си-
стемы, производилась поко-
эфифиценту подсоса Кп, равному отношению расходов подсасы
ваемой <2поД и промывной- qc воды.
= QnonQc
ях>
\ ВОС
С МО
ъ
а
О
2 3;
у) НО 60 во
Длина пескового ломка
100
Рис. 11.54. Изменение расходов промыв-
ной | кривые 1—3) и подсасываемой
(кривые 1—111} жидкости по длине пес-
кового лотка (в см)
(П.124)

Как показали проведенные опыты, величина Кп практически
не зависит от интенсивности подачи промывной воды. Поэтом)
изменение величины Кп по длине лотка может быть выражен
одной кривой для различных расходов промывной вод
(рис. 11.55).
Анализ зависимостей, представленных на рис. П.55, показал
что исследования на модели и на опытном лотке выявили иде
тичнын характер изменения величины Л'п по длине лотка. Аос
лютные значения данных параметров, полученных на модели
натуре, также весьма близки между собой.	ПЯЧ.
Некоторое расхождение кривых 1 и 2 объясняется Ра3*
ным слоем воды в лотке при проведении опытов на модели
натуре. Наполнение в лотке модели было равно 32 см, чт
ответствовало 3,2 м в натуре.	ц за
Наполнение воды в опытном лотке составляло 0,7 М-
малою наполнения в опытном лотке происходило взаимное
тие потока в придонной части и циркуляционного потока*
вызывало уменьшение расхода подсасываемой воды.
126
может сказаться на
улавливания Д»
10
8
4
2|
О
на некоторое различие в условиях экспериментов.
иесМ01РЯ на опытном лотке подтвердили зависимости, полу
,гою‘”"я пели. Это свидетельствует о возможности модели*
’llC'bie v'a Мяуоуду при изучении гидравлического режима дви-
''е""н”Я п° Ф потке гидромеханической системы удаления осад-
ро®3 воДь1 ° ' к и подтверждает правомерность пересчета на
°есКЦенных результатов.
к' nV п°л>’1 мчие циркуляции во время смыва осадка приво-
1,3 ппнако H»in пасхода воды, протекающей через песколов-
°к	казаться на
Д' ЧТО	н	5
"•йеь'пвчо дьной оценки
эФ1-а. ДаЯ пРп«ительного иир-
А^о. расхода воды на
^^ш'°Нр'ско ловки очень важ-
шбоП пе° его величину-
цо опреяе '	ДЛЯ ЭТОГО
Bocnoat коэффициента
1авИС"плииы пескового лотка.
, K«vf%.нырз-
П° Г₽а^пвой 1 на ₽ис- "'55‘
ценном кр в»	по длине до-
вычпелимсред	од в0Ды
п0ЛНИТе^п каютий в песко-
^п’в03‘	,! пе возвратного
ловке вс  сасЫваемой вы-
движения подса
ды.'
рис.
2	4	6	8 L,n
Рис П.55. Изменение коэффициента
подсоса Кв по длине пескового лот-
ка L
I — по результатам моделирования. 1 - во
результатам исследования на онытиои
лотке
С целью упрощения расчетов заменим. кривую Кп НО на
11.55 прямой линией, уравнение которой
л	—0 5
где т = 9 и п — ю • •
Указанная прямая достаточно	/^ еем
значении	12 л. С учетом выражен’
Спо. = ^'KK0.WBK«
Средний дополнительный расходводы	заклк>чен»
можно вычислить путем деления '*WTKa т е-
между кривой и осью абсцисс, на
О.П
хд°п L J L 5
о
Учитывая, что	. .
’X»1
= и "7" ’
/ L
ПОТ VI НМ	I.
Q'£,	'W
ч
thx.n- иит<1рироваиия получим
I т	nL 4
^д’л< Ч< ’ 2	3 /	01*425,
ИЛИ г у'ИЧОМ ВСЛНЧИНЫ 41 и п
<tt. V(<4-5	°-|67О-	(Иц.,
p.iviciu, проведенные по згой формуле, показали, что вел»,
чина < |><-днн о дополнительного циркуляционного расхода, J
MnhiiioiH' iо и песколовке при удалении осадка бесклапанв^
гняромеханичп кой системой, составляет порядка 20—40% на».
1имлл1.ио|о секундного расхода сточных иод, проходящих чем,
i притон гальнн»? и аэрируемые песколовки.
Движение промывной воды в песковом лотке
Для правильного расчета и конструирования гидромехани-
ческих систем очень важно знать основные гидравлические ха-
рактерштики потока промывной воды; распределение скоростей
по длине, высоте и ширине лотка, изменение глубины потока гй
длине лика.
Эк» цсриментильные исследования движения промывной ве-
ды в пиконом лотке проводились на лабораторной установке
Рис 115».. Эпюры скоростей движения жидкости в придонной части песко
НН (О .40ТМ1
гидромеханической системы, изготовленной из органически
( юкла в масштабе 1 :5 по отношению к размерам в наТУРе’...е.
Скорости движения воды в лотке измеряли гидродинвм
«кои ।рубкой с диаметром приемного отверстия d» 1.8
। тоделированис осуществлялось также по закону *PJ ь.
"олы н ""“«к ‘оотпстствоиали оптии"
. ? ? >Т волы’ О||РЗД^«1ИЫМ при смыве осадка па <*
ком .-инке Наполнение поды в д„тке составляло 36
1?н
плитами установлено, ЧТо с Иа -
вод3	в придонном слэдШ,“н ^оростнмн ЯПЛ.
осадка (рис.	где
движения воды по длине лотка nn ₽UleH
зависимости относительной скор^?^ суДйть*^
его ширине (рис. 11.57)	/о‘ <" ^ны лХ
у/т'о представляет собой пт..
„оды У ляа лотка о к «-Wt/h,"™';1* ам.
z	яа "Роминой юдв
Рис И .57, Изменение относительной придонной скорости дви-
жения жидкости по длине пескового лотки
/ — при ширине b лотка, равной 0,4 м; 2 —то же, 0,6 ж; 3-то же,
0.8 м\ 4 —то же, 1 ж; 5 —по результатам моделирования; 6- не ре-
зультатам исследований на опытном лотке
из спрысков Со- Как показали опыты, безразмерная величина
v/vo не зависит от расхода промывной воды и определяется в ос-
новном размерами лотка и конструкцией смывного трубопрово-
И’На рис, 11.57 приведены также результаты замера ск^остей
на опытном лотке. Данные, полученные на моде.и
"мели хорошее совпадение.	,,,,Л„оип0« ня-
Зависимость v/v0^f(L) показывает что
'ылыюго участка лотка длиной L-b (где ..Значительно
ярость в придонном слое возрастает * воды по длине
прирост расхода промывной и n^ftca^ образующего-
101ка 1н,1зывас1 лишь увеличение глубин
,;| ’ придонной части лотка.
Основы конструирования пескового бункер
потка требовал
п ^аРяДУ со смывом осадка из	н3 траиеп
Р ^ения вопрос выделения в бункер>	0> чТ0 у
оби° его потока ВОДЫ. Совершенно уколов
обычно В горизонтальных и аэри₽УемЫХ
U1314
нию усеченной пирамиды с квадратным основанием Нр
нппучшнч условий ДЛЯ выпадения песка из потока " '
о!ы Такие'бункера предусматривались исходя из пеЕ&Ч
катка скребковыми механизмами и использовались
штелн. откуда производилась откачка осадка гидр0ЭЛе*Кт<
При гидромеханическом удалении осадка из горизоИтТ%
и аэрируемых песколовок бункера в них целесообразно
вагь круглыми в плане с подводом промывной воды по кЛСтЬ-
нон т е по типу тангенциальных песколовок. Подобная!^
рукцня бункера позволяет создать наилучшие условия 1,?’
падения песка из потока транспортирующей его воды.
Эффективная работа тангенциальных песколовок возмп
тишь при обеспечении достаточной скорости вращательного,
ження сточной воды в них. Это достигается тем, что скоп?
входа воды в песколовку поддерживается в пределах от 07
1 1 м/сек. Наряду с поддержанием скорости на входе в onL?
ленных пределах для успешной работы тангенциальных пескп'
ловок необходима также возможно более полная концентрацщ
песка в придонном слое подводящего лотка.
Как показали исследования гидромеханической системы, оса.
док транспортируется исключительно в придонном слое лотка*
скорость движения промывной воды близка к указанным вы®
оптимальным пределам скорости на входе.
Специальные исследования, проведенные на лабораторной
установке гидромеханической системы, подтвердили возмож-
ность эффективного закручивания потока промывной воды в пе-
сковом бункере, выполненном по типу тангенциальной песке
ловки.
Расчет пескового бункера тангенциального типа аналогичен
расчету обычных тангенциальных песколовок и производится по
нагрузке qo на 1 м2 площади бункера в плане. На основе реко-
мендаций различных отечественных и зарубежных авторов ве-
личину q0 следует принимать равной 100—130 м3/м2-ч.
Расчетный расход воды, поступающей в бункер, подсчитыва
ется как сумма расходов промывной и подсасываемой воды во
следующей формуле:
' qL (Кп + 1 j м3!сек.	(U.w
Зэт
Диаметр бункера И3 Наг?Узки 9о и расхода воды Qs вычисляется
7)^-1/ 4Q6-3600	(11. Ц”
V nq0
мл^ц^Ч.еты показывают, что бункера необходимых РазМ
• орошо вписать в габариты песколовок.
130
глубина бункера определяется в такмг
А’аем'яо осадка. При этом ДЛя обеспД?^™ объеи
а угол наклона стенок 6унк^
!,е'на выходе из бункера 0 рабо	‘""’'“«ь не
.,0 устраивать кольцо диаметром	«.,ТО,Л
етвует выносу песка из периферий«Иорье
,ает тем самым эффект его работы ы бУнкера и новы
ш учитывая возможность попадания в отипь ,
тельного количества органических примесеГняпбункеР Зна"и-
страивать щелевидное перекрытие Из пЯ*И’ иНад "им следует
тЛ?м 30° досок. При таком перекрытийрХ^0"™^ Под
над бункером близок режиму движения noXf Жения воды
днишем с грядообразным расположением пескЯ\НаД твеРДЫи
одерживать легкие органические загрязнен^ ™ ° П03В0Ляет
Достоянии и препятствует выпадению и? в песКовОЙ ЕГ™
51 Анализ работы горизонтальных и аэриотемь»
с гидромеханической системой удаления	"0,°*
Для учета влияния циркуляционного расхода воды на рабо-
ту песколовок введем коэффициент циркуляции Kw равный-
„	<?+Сп
^ц=—,	(11130)
Q — расчетный расход воды в песколовке;
^лоп— средний дополнительный расход по длине песколов-
ки, определяемый по формуле (11.12 и равный
(0,24-0,4) Q.
Среднее увеличение горизонтальной скорости в песколовке
составляет
уСР _ ^Д°п = ^°п-
Д°п (опеск ВЛ, ’
где (оП1.ск— площадь поперечного сечения песколовки;
В—ширина песколовки;
Л1—глубина песколовки.
Из выражений (II. 130) и (II. 131) имеем.
С>ср — v (I
Доп к
ГДс о—горизонтальная скорость
равная:
Bh\	возникает также
Вследствие циркуляции воды в песколовк ^яная вниз и
(''п°л ни тельная вертикальная скорост ,
С"особствующая осаждению песка,
бдоп __	,
р BLwck	131
(11.131)
ц ,	(П.132)
движения воды в песколовке.
Ыср ==
доп
9*
г - площадь песколовки в плане;
1 u* I . пина песколовки.
с vEom выражения (II. 130) получим
цСР = и\/\„ — 1),
""	’	(IIШ
где «0 - скорость осаждения частиц песка расчетной крУпн
равная:	Ч
Q _ fti
^0 п/	/
ПЬПеск	*
Рассмотрим влияние, которое окажет циркуляционный пйг
ход воды на работу горизонтальных песколовок [расчет этв *
сколовок производится по формуле (II. 25)].
Вследствие циркуляционного расхода скорость движения во
ды в песколовке возрастет и будет равна v
^АОП* Скорость
осаждения песка также возрастет и будет равна Uo+u‘₽n.
Тогда требуемая длина песколовки должна быть равна:
L„.„ = Kh, .	(И.|зя
"о + ыдоп
С учетом зависимостей (II. 132) и (II. 134) уравнение (II. 135)
преобразуется к следующему виду:
, Kh v + o(K„- 1) = Kh
Л ыо + ио(Кц—1>
В приведенном анализе не учтено изменение коэффициента
К в связи с некоторым увеличением скорости о и турбулентности
потока. Однако это изменение сравнительно мало и им можно
пренебречь.
Таким образом, возникновение циркуляционного расхода не
требует дополнительного увеличения длины песколовки (для
обеспечения расчетного эффекта).
Траектория движения песка расчетной крупности в горизон-
тальной песколовке при возникновении циркуляционного рас®
да воды не изменяется (рис. 11.58). Увеличение средней скоро
сти движения воды в песколовке, вызываемое работой беем
панной гидромеханической системы, полностью компенсиру
увеличением вертикальной скорости осаждения песка, ьлi
вательно, в период удаления осадка из сооружения УхУДлесок
работы горизонтальных песколовок происходить не будет- ц,
в аэрируемой песколовке также выпадает в основном по
ствием силы тяжести. Следовательно, и в аэрируемой не
ке увеличение горизонтальной скорости движения воды
>ыть компенсировано увеличением вертикальной скорост
ления песка.	уе.
«п6ВЫЧИС1ИМ возможнь*е изменения требуемой длины з3РнОл
песколовки при одновременном увеличении посту113
132
пПцэопталыюи скорости движения йпП1
2-. обусловленные работой беск7аХ& бдения
с,1СДлина аэрируемой песколовки оноеп Сханич*«ой
(11.90-	оделяется по форму
' Так м<е как и в горизонтальной песколояк	*
ния осадка поступательная скорость дви^Л’ в 11СРИ°А удвле
5 песколовке будет равна о+о^Тли" В°ДгЫ “ aWye-
(11.132)], а скорость осаждения неск"а и Л? ’По
формуле (П.134)].	KdM°+^n нлиК^
т С учетом изложенного требуемая длина аал
ловки для обеспечения расчетного эффекта в пеЖ
Рис. 11.58. Траектория движения частицы песка расчетной крупности
в горизонтальной песколовке
ка (при возникновении циркуляционного расхода) должна быть
равна:
г_________________________	(П.136)
,,еск"”	lg (1 — 20аКцНо)
На рис. 11.59 построены кривые изменения длины аэрнруе-
мой песколовки в зависимости от величины ко ФФV1O1UW опти
куляции. Для построения графиков приняты аг У ц
мальные и вероятные параметры работы пе«оловокКв- Ь 1Д
»-ftl м1сек,«-В/Н-1,Ь. ««-О'18^"
Из графика следует, что ииРкуд^ПОЛНнтельного увеличении
механической системы не требует веЛйченнем значений Кн
Длины аэрируемой песколовки ( J Uh0IW0Icg).
величины Гпеск даже незначительно У«е ос>дка из с°°РУ*'’’*
Следовательно в период УД1Л п„гколовок происходить
Ухудшения работы аэрируемых
будет	-Чппчння облиовывакп
Таким образом, пРоведениМ|!иМИенения 6ескЛ"п*ннвЙ г,,дро
принципиальную возможность примеиеии
„evnu.-екоГ, системы для улме««« осадка „а гориэ
м > .mmv песколовок.	aj,kHbh
“ w „скш1 станция аэрации в 1969 г. была
H,v ;, 'Ц|||Ю аэрируемая песколовка оборудованная ™Де"а «
J нп,ч ' о .иетеЧой удаления осадка (рис. 11.60).	^Рох,,.
Песковой лоток гидромеханической системы „Ме
„ ширину 0.55 м и глубину у бункера 1 ж Д„о л «"»«,
“„о с уклоном 0,003 в сторону бункера.
Рис. 11.59. Зависимость длины аэрируемой песколовки L от коэф-
фициента циркуляции Кц
}__при Н— 1 ч; - — при Н = 1,5 «и; 3 при Н=2 м
Смывной трубопровод диаметром 150 мм имеет спрыски диа-
метром </=10 мм, расположенные через каждые 0,25 м. Углы
наклона спрысков к стенкам и дну лотка составляют около 18°.
Промывная вода в гидромеханическую систему подается насо-
сом 6НФ из первичного отстойника. На всасывающей воронке
установлена сетка с диаметром отверстий 5 мм. В конце смывно-
го трубопровода установлена задвижка для периодической его
промывки.
Осадок смывается при оптимальных параметрах, определен-
ных исследованиями на опытном лотке. Песколовка во время
удаления осадка из работы не выключается. Расход промывной
воды составляет 75—80 л/сек, а напор — 4—5 м. Измерение
расхода промывной воды производится объемным способом.
Смыв осадка из лотка в бункер происходит весьма интен-
сивно и заканчивается через 1—3 мин с начала подачи промыв-
ной воды.
Эксплуатация в производственных условиях показала воз-
можность надежной работы спрысков смывного трубопровода
Х!?°ВИИ г,олачи в систему осветленной воды. Случайные за-
на nrп некотоРых спрысков не сказываются на удалении осад
времени^ число засоренных спрысков не нарастает с течени
При исследовании работы аэрируемой песколовки основное
134
„мание было направлено На .
^S=	жка1а1ч
i ГсРс""е-"'^
^колонки, до, во время и после cmZ""0* so.
“ II. Сравнение содержания МЛ \	’ “’ад»№й
„ после смыва.	лких фра|(ци
’ ЦЕ Сравнение содержания мелки, к
даляемом гидромеханической системеаФракц»« "«Ка к
i при помощи скребкового мётан “м " ‘ *>№. о ’*'
я.емой песколовки.	"ЮМа из a«a.„i,'B. “,‘s*!«
IV. Осаждение вынесенного „3 6vHK,„	aip"’
ка в специальной контрольной зон»7 ра Во время rUt
Метод I. Отбирались пробы "	“ ”'с’
тонером Жуковского на выходе из	д‘>’м“'Ро»нк ба
данность содержащегося в них осадка ’	" “"Ре«еля“ась
По результатам опытов определяя ко^ицтент ,	“
^ициент зольности
Аз =---
Л ‘ '	(11.137)
0,5(Зо + Зк) ’
где Зсм — зольность осадка во время его смыва;
30 и Зк— зольность осадка до и после его смыва.
В итоге наблюдений было установлено, что при смыве песка
гидромеханической системой зольность осадка сточной воды не
увеличивается по сравнению с зольностью песка до и после его
смыва.
Метод II. Производились анализы проб осадка, выпавшего
в песковом лотке, и осадка после его удаления гидромеханиче-
ской системой.
В случае наличия дополнительного выноса песка при смы-
ве наиболее вероятна была потеря мелких фракций, которые в
большей степени могут транспортироваться потоком сточной
Сравнение анализов проб показал0’ „ХТегоигруэкНыло
песка размером 0,25 мм в осадке до и п
практически одинаковым.	песка раз-
Метод III. Сопоставлялись содержания фр СИСтемой
мерой 0,25 мм в осадке, удаляемом ™P°M1 „ КОЛОВОк. Сопостав-
и скребковым механизмом из аэрируем - абОпатории Люблин-
ление производилось на основе анализ* имели одинаковые
ской станции аэрации, так как обе песк станции н эксплуа-
Размеры, одинаковое расположение в •
тировались с примерно равными нагру содержанне мелка.
Приведенное сравнение показал1 ’ омеханической сис17'
Фракций в осадке из песколовки с песколовкн со скр
в среднем за год составило 51 А>»
вым механизмом — 46%.	135
Рис. 11.60. Схема аэрируемой песколовки с гидромеханической системой удаления осадка
I— рабочая зона песколовки; 2 — песковой лоток; 3 — смывной трубопровод; 4 - песковой буккер; 5- аэраторы
ТаКцм образом, результаты проВедеИ|(
" убедительно, хотя и косвенным ?х Ис^ед0П!1и .
Этический ВЫВ0Д 06 ОтсУтствии Об₽азом, подт “И доста-
те Sa пр» гидромеханическом^ удалеии ПОлиительнЛ® рждают
IV- Аэрируемая пяеколо^™ ’«Ама «’XkZ'”"
„мой была переоборудована на сущееЖ0"'”»»*^??
Й 3, Раи- длиной Ю	КМЦе "«козовнн ко^
н При наполнении 1,2 л/и скорости протока пл п
этой зоны позволяла уловить в ней ппакт™ °Л м1се^
зафиксировать возможность ДополнитадЕ^" весь песок
ри удалении его гидромеханической системой ВЫноса песка
Для проведения испытания в песколовку L,
подан осадок из вертикальных песколовок Ка„ДОПОлнительно
осадка было взято с таким расчетом, чтобы обший"^™ этого
жадного в песковом лотке осадка значительно пп. М Задер'
кость бункера.	0 превышал ем-
После опорожнения песколовки был снят профиль осалк, п
лотке и тщательно зачищено дно песколовки. Затем она бм Л
заполнена водой и пущена в работу.	оыла
Осадок смывался при максимальном расходе ппомывнпй
ды (90 л/сек) с тем, чтобы создать наиболее благоприяХе w
ловия для возможного выноса песка. После удаления осадка из
лотка песколовка была вновь опорожнена и произведено фик-
сирование распределения по днищу осадка, вынесенного из бун-
кера.
Как видно из рис. 11.60, выпадение осадка в основном произо-
шло в начале песколовки, в пределах 14—15 м от выхода из бун-
кера. Количество осадка, задержанного в контрольной зоне, без
аэрации было весьма мало и имело низкую зольность (54,3%),
что свидетельствует о его органическом происхождении.
Таким образом, данный эксперимент прямым путем подтвер-
дил, что удаление осадка бесклапанной гидромеханической си-
стемой не приводит к дополнительному выносу песка из песко-
ловок.
В заключение, оценивая опыт работы и результаты испыта-
ний аэрируемой песколовки с гидромеханической системой на
Люблинской станции аэрации, можно сказать, что эксплуатации
°нная проверка в реальных условиях полностью подтвердила
иидежность и эффективность нового способа удаления осадка
Вз песколовок.
ГЛ АВ
ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПЕРВИЧНЫХ
ОТСТОЙНИКОВ
1 общие сведения о первичных отстойниках
и МЕТОДАХ ИХ РАСЧЕТА
q Общие сведения о первичных отстойниках
Первым этапом очистки большинства сточных вод ЯВЛя
45 чтение — выделение из них нерастворенных примесей Сто’
ные воды осветляются в специальных сооружениях - отстойник
ках, которые подразделяются на горизонтальные, радиальные и
вертикальные.
Горизонтальные отстойники представляют собой удлиненные
и прямоугольные в плане сооружения, в которых сточная вода
движется с малой скоростью (о =14-10 мм/сек). Продолжитель-
ность осветления различных сточных вод колеблется в пределах
от 0,5 до 4 ч. Принцип работы горизонтальных отстойников та-
кой же, как и принцип работы горизонтальных песколовок.
Сложность конструкции скребковых механизмов, применяемых
для удаления осадка, ограничивает их широкое распростране-
ние. Применение горизонтальных отстойников целесообразно
при расходах сточных вод более 15 тыс. м3/сутки.
Радиальные отстойники, являющиеся разновидностью гори-
зонтальных отстойников, имеют круглую в плане форму. Движе-
ние сточной воды в них горизонтально: от центра к периферии
отстойника.
Принципиальной отличительной особенностью радиальных
отстойников является то, что скорость течения сточной воды в
них изменяется от максимального значения в центре отстойни-
ка до минимального на периферии у сборного кольцевого лотка.
Ьсли обозначить проточную скорость сточной воды в радиаль-
ном отстойнике на расстоянии от центра, равном D/4 (где/) —
диаметр отстойника), через и, то отношение скорости ц, на Рас‘
стоянии от центра D.-/2 к скорости v представится выражением
ботеРе^П°ЛОЖеНИИ’ ЧТ° весь объем отстойника используется в ра-
Л. = р . 1	(Ш.0
V Di 2
и графиком, приведенным на рис. Ш. 1 [231.
тельной °п?бптН°СТЬ является одной из причин неудовлетвори
Р ы радиальных отстойников по сравнению с Р
1з*
B Просто
vl/v
8
6
4
2
0
Д/2
Рис. I1I.1. Изменение скорости
движения сточных вод от центра
к периферии отстойника

, узких горизонтальных отстойники..
T0'roV3KaX t56b	’ работающИ/ .,
яа лднако радиальные отстойники об1й1. ‘ Р"Тех
пТорые заключаются в следуЮщем. ряд0.м ripeHMVP!.
к° и оборудование этих отстойников nn	HiWm,
„Ладин даже при их значи- рОсто « надежнп
Йьных размерах;	.	в «с-
т 2) эти отстойники наиболее
,,оиомичны в строительстве, при
том экономичность их увеличи-
ться с увеличением размера
асТойников;
3) возможность строительст-
этих отстойников большого
размера с большей производи-
тельностью позволяет сокращать
число производственных единиц
на очистных станциях, а благода-
ря этому уменьшается стоимость
их эксплуатации.
Радиальные отстойники целе-
сообразно применять при строи-
тельстве станции средней и боль-
шой производительности — при
расходах сточных вод более
20 тыс. м3!сутки.
На Люберецкой станции аэрации (Москва) построены ради-
альные отстойники диаметром 40 м, а на Ново-Курьяновской
станции аэрации (Москва) строятся радиальные отстойники диа-
метром 54 л«.
Работа радиальных отстойников многократно подвергалась
исследованию. Однако заметного улучшения их работы добить-
ся не удалось. Исследования работы новых распределительных
устройств также не дали ощутимых результатов, так как иссле-
дователи часто использовали модели без достаточного обосно-
вания принципов моделирования.
Конструирование распределительных устройств былонаправ
лено на обеспечение равномерного распределения скор
чения сточной воды по высоте отстойника. Распр>
Устройства получались сложными, выходные такимРб-
«сны, а скорости течения сточной в0^“ ^Гпричины неудовлет-
Разом, еще в большей степени усугублялис р
Зрительной работы отстойников.	пдане форму, но
Вертикальные отстойники имеют кругл) ’ чем диаметр
значительно меньший диаметр и б0ЛЬп1,яМРтп вертикальных от-
глубина радиальных отстойников. Д-Р отстойникн н^еют
«ойников не превышает 10 Вертикыьяые
и прямоугольную в плане форму-
139
Обп .батынаемая сточная вода по вер шкальной цептр
kf икается в основание цилиндрической части, а затЛ Hofi
'Ри6<\ся вверх во кольцевому пространству между центра?04'
ннмаося в ГX огстойника. Скорость подъема сточной Hofi
о"ч те колеблется от 0,2 до 1 мм/сек Частицы'™'
шх веществ с гидравлической крупностью больше этих с“'«-
Тей осуждаются в конусную осадочную часть. Осадок из <&•
„нм удаляется „о специальной трубе под гидростатическим ° '
составляющим около 1,5 .„ Осветленная сточная Л
может собираться кольцевым периферинным „ли радиальный
лотками. Вертикальные отстойники рекомендуется приме1|“"
при расходах сточных вод до 30 тыс. я !сутки.
2) Существующие методы расчета
первичных отстойников
Эффект работы отстойников зависит от физических и меха-
нических свойств (размер и удельный вес) загрязнений, содер.
жащихся в сточной воде, и ее свойств. Влияние этих факторов
на работу отстойников устанавливается путем проведения опы-
тов осветления сточных вод в состоянии покоя.
Первые опыты по отстаиванию сточных вод в состоянии по-
коя были проведены в Германии в 1900—1902 гг. Штейернаге-
ле.м, которые позволили установить, что процесс отстаивания
происходит интенсивно в первые 5 мин и замедляется в после-
дующее время. Эти опыты позволяли более верно определять
размеры и форму отстойных бассейнов. Аналогичные опыты бы-
ли проведены в 1925 г. в СССР проф. П. С. Беловым для изуче-
ния процесса отстаивания сточных вод кожевенных заводов.
Обширные исследования отстаивания сточных вод в состоя-
нии покоя были выполнены проф. А. И. Жуковым. Полученный
им график зависимости эффекта осветления бытовых сточных
вод от условной гидравлической крупности взвешенных веществ
(где h — высота цилиндра; t— продолжительность от-
стаивания) находит применение при расчете отстойников
«рис. III. 2).	е г.
А. И. Жуковым была установлена зависимость эффекта ос-
ветления сточных вод также и от высоты столба сточной воды
(высоты сосуда). По полученным им данным равный эффект ос-
•тления в цилиндрах разной высоты достигается при условии
(Ш.2)
t т ’
1иТ время отстаивания сточной воды соответственно в ДО
линдрах высотой hn Н;
гг?и^ИЦИе,Л пР°порциональности, равный 2—1Л ПР
отношении Я2 s-4.
140
с увеличением столба сюч-
— .... А крупности явля-
... веществ, содержащих-
•Iе*
§
76
т~
” -U
0 0,7 0,4 Ofi Цб [0
Скорость выпадение частиц 6
Рис. II1.2. Зависимости эффекта
осветления сточных вод от условной
гидравлической крупности взвешен-
ных веществ
4
$
$
£ 60
высоте
отношении исследования по от-
В 1953 г. были опубликованы исс^ ® диаметром 76 *«
проф. С. М. Шифриным [48, 49], в ци^н^ййя взвешенных ве-
«высотой от 30 до 250 см. Кинетика канализации Васи-
™ ручалась для сточной ВОДЫ	содержакие вз^
^островского района Ленинграда, Щученная завис т
Генных веществ не поевышало 500 раЗЛнчных факторо
(1П.З)
Увеличение эффекта осветления с
ппды "Ри Равнои условной гидпаЛ? Личег
"°" следствием агломерации взвешен«ИЧеской
^ сточной жидкости. Учи- шеннь*х веп.А,
ся % это, А. И. Жуков реко-
т1)|Вповал Для определения на-
10Й расчетной гидравличе-
ДеЖ/ крупности взвешенных
пеств wo проводить исследо-
8иие отстаивания сточных вод
8 состоянии покоя в цилинд-
Vv высотой, равной -----
Атомников [20].
Канд. техн, наук И. В.
Скирдов, проводя исследова-
ние процесса отстаивания бы-
товых сточных вод в состоя-
нии покоя, отметил отличие
на 10% в эффекте осветления
воды в цилиндрах высотой 1 и
2д при одинаковой гидравли-
ческой крупности взвешенных
веществ и0.
Интересные в методическом
стаиванию сточных вод в покое были проведены в тресте Мосо-
чиствод. В. А. Бараш (1938 г.), Н. М. Попова (1946 г),
А. А. Карпинский и Т. А. Карюхина (1953 г.) для исследования
процесса отстаивания сточных вод в состоянии покоя использо-
вали седиментационные весы. Седиментационный анализ сточных
вод позволяет установить зависимость эффекта их осветления
только от продолжительности отстаивания. Полученные данные
не могут быть использованы при расчетах отстойников, они могут
служить только сравнительной характеристикой сточных вод.
В итоге исследований, проведенных упомянутыми авторами, была
установлена значительная разница эффекта отстаивания сточных
вод, поступающих на разные очистные станции Москвы и в от-
дельные часы суток на одну и ту же станцию.
пр°ф- С. М. Шифриным
^еств изучалась для
члаНЫх веЩеств не превышало L----
Ффекта осветления сточной воды от
^Дующий вид:
1g lg(l— Э) A +
Ко
141
где //« ---А/Д"
Л;— концентрация взвешенных вещест
отстаивания сточных вод в течение> В
Ло - концентрация взвешенных веществ nOcj>e
нон сточной воде;	в в Мг/Л D
Э— эффект осветления сточной воды-	,С*°Д-
Л — высота слоя сточной воды в см- '
.1 и В — константы, равные для исследовав
.4-1,75 - 5,75- Ю-^о и В'=0,21. S иа»ных стоЧНЬ1у
А В°Д:
^оодо-'Т/^игпв/i^nccо^стоLi6a 
Рис. III.3. Линии равных эффектов
осветления сточной воды при раз-
ных глубинах и продолжительности
отстаивания
/ — при 2^=1 мм'сек-, / — при 3=20%: 2 —
при 3=30%; 3 — при 3=40%; 4 — при 3 =
-50%: 5— при 3=60%; о — при 3=70%
И, уравнения (11.3) следует, что эффект осветления сточ».,
в„д зашкит только от гидравлической крупности „
концентрация взвешенных вещест .
Про*. С. М. Шифрин отмечает, что при заполнении высок»,
шпнндров сточной жидкостью создаются неодинаковые началу
ные устовия осаждения, при которых трудно получить правиль
ные данные о кинетике выпадения взвешенных веществ. Поэтому
он рекомендует технологические исследования отстаивания сточ-
ных вод производить в одном цилиндре диаметром 60—80 мм н
высотой 50—70 см. Эти выводи
и рекомендации не согласуют-
ся с выводами и указаниями
проф. А. И. Жукова.
Методика исследования ки-
нетики выпадения взвешенных
веществ, предлагаемая С. М.
Шифриным, обладает и рядом
других недостатков. При ис-
пользовании для этого одного
цилиндра в процессе опыта
изменяется рабочая высота, от
которой, как отмечалось выше,
также зависит эффект освет-
ления сточной воды. Предла-
гаемая методика не учитывает
наличия взвешенных веществ
в нерабочем объеме сточной
воды, находящемся в кониче-
о	ской части цилиндра, и Др-
аслуживает особого внимания исследование по отстаиванию
сточных вод в состоянии покоя, проведенное в США Эккенфель-
т.-^оИ О Коннором [57]. Их установка состояла из колонны, обо-
' ”"ои штУц.еРами Для отбора проб, которые были распо-
туры стлпЛа-ЗН°й высоте’ и устройством для измерения темпер*
содержание п В0ДЫ' Исследования заключались в измерен
пРи РразтнчигЛВеШеННЫХ Веществ на разных глубинах колон
х интервалах времени. График с результата
142
в $
20
60
40\—
I-

p.jHiiii приведен на рис ||Н
^равных эффектов осветления стХ^°Р°м предстай
-",н к была нанесена линия /, соотВетс^ Во^- НаЙЛСИи
гН“ еской крупности взвешенных Вещ1(УЮЩая услОв± ЯОт
па»-1”' пересекла кривые, соответствий СТв U,J = 1 Мм1^ ™Д-
!|111" пения сточных вод. Из рис. III 3 сУ,!?Щие Разццм ZЛ
“S« гидравлических крупностях’М,,е£;и™ "₽и
’ |5 высотах столба сточной води ЭфХ *“№». но , р»
р PH С увеличением высо-	ФЧ,ект ее освет.1е11Ия ”₽н
-’столба сточной воды эф- —	р
rtJ ее осветления возра-
ФсКТт Полученный вывод
сТгпясуется с исследования-
“ГЛпроф. А. И. Жукова. Ре-
пьтаты исследовании Эк-
?е‘нфельдера и О’Коннора
используются в США для
расчета первичных отстойни-
ков очистных канализацион-
ных станций.
При расчете отстойников
для очистки природных вод,
предназначаемых для целей
водоснабжения, также ис-
ходят из кинетики осажде-
ния взвешенных веществ.
По предложению проф.
А. А. Кастальского, реко-
мендуется вместо построения
шенных веществ определять
=1,2 шл/сек и В при п=0,2 мм/сек (рис. Ш.4). Предполагая,
что кривая осаждаемости взвешенных веществ между точками
I и 2 близка к прямой, расчетное значение ир, отвечающее за-
данному эффекту осветления Р, определится по уравне-
нию [35].
>____Up_____U V 12
Ус/,ОЛ>Й^ ^ра^ичесчаи xpyntwn.
"Мешенных бещестб t
Рис. II 1.4. Зависимость эффекта осветле-
ния природных вод от условной гидравли-
ческой крупности взвешенных веществ
(по А. А. Кастальскому)
полной кривой осаждения взве-
эффект осветления А при «=*
1,2В —0.2А-Р
Up_ в-л
(Ш.4)
Изложенный метод значительно сокращает трудоемкость про*
веДения технологического анализа воды. ЛвАлтй1И методы
Г Д- Павлов, а позже В. И. Калицуя [22]	методы
1нн°Л°ГИЧесК0Г0 анализа воды с использовани
Исследования, проведенные Ю. В. ВейцеР°*свайной прнрод-
ной°ТСТаиванию некоагулированной и коагу яждения провсхо-
J «ДЫ, привели к выводу, что в процессе осажден^ ,
Равитационная коагуляция взвешен
. И1иы ПРИ равной их гидравлической крупного
......»" "’^^„ЫСОТЫ столба воды [8, 33]. РУ"И°СТ" «оз.
'’'Ст‘,мж образом, изложенныйметод анализа воды путем 0_
1 т.п пчлинчре высотой, отличной от высоты отстгч СТа-
Ж» данных для проектирования’*^
'"'Эффект осветления сточных вод в отстойниках отличаете, „
‘ осветления при отстаивании воды в состоянии покоя,?
± , к р.“ ных ус-зовиях. В отстойниках наблюдается турб“’*
* течение жидкости, что препятствует осаждению взвешед^
"'’“исГтедманиями А И. Жукова, Д. Я. Соколова, С. ф. сава1.
ева и 1Р [42, 44, 45] установлена зависимость вертикальной ш
бментнон составляющей w от скорости потока жидкости и раз
меров русла: с увеличением скорости потока возрастает и вели-
чина г:’.
В отстойниках имеет место течение жидкости с резко выражен-
ной струйностью. Площадь сечения потока жидкости меньше все-
го сечения отстойника. Таким образом, действительная скорость
течения жидкости в отстойнике значительно больше, а продолжи-
тельность пребывания ее меньше вычисленной. Из изложенного
очевидно, что на работу отстойников оказывает существенное
влияние гидравлический режим потока жидкости. При лучшем
использовании объема отстойника и течении жидкости по всему
его сечению эффект работы отстойника повышается.
Исследованиями ряда авторов было установлено, что сущест-
венное влияние на гидравлический режим работы отстойников
оказывают конструкции впускного и выпускного устройств. Поэ-
тому значительная часть исследований работы отстойников была
посвящена изучению различных типов этих устройств.
Рейнхарт и Стеуер [60, 61], исследуя работу горизонтальных
отстойников, пришли к следующим выводам; 1) струя, входящая
в отстойник непосредственно с водослива, занимает 30% объема
отстойника; 2) струя, направленная после водослива отбойной
стенкой вниз, поворачивая к сборному водосливу, растекается и
занимает 50% объема отстойника; 3) при направлении струи
впускным водосливом в сторону, противоположную ее движению
к выпуску, она совершает поворот на 180° и, растекаясь при этом,
занимает 70% объема отстойника. Эти выводы справедливы и для
радиальных отстойников.
Кристи [62] отмечает, что конструкция впуска воды в любой
отстойник должна давать возможность гасить энергию потока
жидкости до состояния покоя.
пришел к выводу, что в радиальном отстойнике
спипя1?РпН° создать Движение жидкости не по радиусу, а по
жидкости ?2НаК0 *2° П0ДСЧет 0 снижении Проточной СК0Р°С
ная скоппстиЛ^ШИб0ЧНЫМ’ В Действительности средняя пр°*
Р ь жидкости при спиральном движении возраста
144
„«.иие скорости течения жилип^
0оЗРаСп Ф- с- Салахов И4]; по его ™ При спират,
.'“'fобъем сооружения должен быть ад "₽«' “2,"'
.»‘“ееобхол-м радиальном Движзд
^Несообразность применения распредел„Т1 '’И" *«-
.пяльным впуском воды не подтвоД, е,,,ЬНо‘о уСТПг -
,0 Акерсона, которые были проведены”^"с«мо"2"
»тА“стойниках 159].	деис’ву«ц«
^Пповодя исследования на моделях, А А к
* е к выводу, что спиральный впуск сточны РТСКий пРише1
1 Досаждению взвешенных веществ в отстОЙНИК? Не СП0с°бст-
вУ r 1956 г. проводились исследования naS х'
уников во ВНИИ ВОДГЕО В Тяроцким Т""""1" “т
,шел к выводу, что на формирование paSoS „ "™" а“™Р
бывает решающее влияние распределительное”" ЖИ®ад"
„.более рациональным типом распределител и о
А. Яроцкин считает устройство типа Хуббела "*»
о» решеткой, создающей спиральное движение жидкости’""'11"
На XXI научной конференции ЛИСИ были долоХы Рез„ь
Й1Ь, исследовании работы радиальных отстойников на моде»
шполненных С. М. Шифриным и Чхан Чжун Сявон. Полти
НЫЙ авторами вывод заключается в следующем. Все приведенные
авторами конструкции (шесть вариантов) водораспределителей
ведали требуемого равномерного распределения скоростей дви-
жения струй жидкости по глубине отстойника. В последнем на-
блюдались водоворотные области, которые занимали большую
или меньшую часть рабочего объема отстойника, создавая невы-
годные гидродинамические условия для выпадения взвешенных
веществ. Примерно аналогичные результаты получали другие
авторы, испытавшие различные конструкции впускных устройств
радиальных отстойников.
Из изложенного, несомненно, следует, что способ ввода воды
в радиальные отстойники оказывает большое влияние на гидра-
влические условия и эффект их работы. Однако по литературным
источникам нельзя сделать выбор какого-то определенного типа
распределительного устройства, которое было бы более эффек
Т|,вно по сравнению с простейшим обычным распределите.
Устройством, представляющим собой раструб впуск РУ
Отопленным кожухом по периметру.	устройств
По большинству испытанных распредели • > мнения
Ыли получены отрицательные результаты^* °£5'распределн-
^следователей разошлись (например, в отношении р
Явного устройства Хуббела).	«ойллили найти способы
ввп?ССЛедования последних лет все же по ичиваЮт в неко-
гда сточной воды в отстойники, которые увели
к" нХГнХ^Тскирдовым Р«зр»6ОТ.НЧ
lfl"l3l4
145
..Рюпаспределигельного и водосбору
, книп ш'Двнжпых вод -	। когорые повышают эффек
’!« з	„ X"» е »ФФ«~“ 1’"°“™ “«той.
°	, Л 10 ио.^ .nvniHH подвижных водораспреде.
КОНк
)Cip
II \ р
HUM’
Юностью является то, что основная масса сточной воды^
огсюйннках находится в состоянии покоя, а поэтому ©сажден“
взвешенных веществ в них происходит с той же скоростью, как
н В лабораторных условиях при отстаивании сточной воды в со
с ЮННИН ПОКОЯ,
За рубежом широкое распространение получают радиальные
отстойники с периферийным подводом воды, которые при на-
гпузках, в 2—3 раза больших, чем на обычные отстойники
обеспечивают равный с ними эффект осветления [57]. Особен-
на ii>io отстойников с периферийным подводом воды является то,
что ввод в них сточной воды производится с весьма малыми ско-
ростями ее движения.
Последние два описанных способа ввода сточной воды в от-
стойники существенно отличаются от всех других известных спо-
собов, Они обеспечивают ввод сточной воды в отстойники с
весьма малыми скоростями течения жидкости.
Факторы, определяющие работу отстойника: скорость ввода
жидкости в отстойник и скорость течения воды в собственно от-
стойнике при определенной продолжительности пребывания в
нем жидкости зависят, кроме того, и от соотношения диаметра к
глубине (длины к глубине) отстойника. Придавая этому большое
значение, в 1955 г. А. А. Карпинский и Т. А. Карюхина провели
специальные исследования, в результате которых пришли к вы-
воду, что оптимальное отношение диаметра отстойника D к вы-
соте Н равно: DIH—T-.10. Этот вывод был получен на основании
исследований, проведенных на моделях, а потому требует про-
верки.
До недавнего времени расчет всех типов отстойников реко-
мендовалось производить исходя из принятой часовой нагрузки
сточных вод (/0 на I м2 площади отстойника в плайе. При этом
размеры отстойника определяются по следующим формулам:
общая площадь
Г „	(Ш.6)
диаметр
где Q — приток сточных вод в м3/ч.	высота
Недостатком этого метода расчета является то, что м
отстойника принимается произвольно и не увязана С ДНЯ г
и прогонной скоростью течения жидкости.
tv,
Рис- Ш.5. Расчетные схемы отстойников (по А. И. Ж)’’0*)»
горизонтального; б — радиального; илов** ч*,'т!>
и ЧТО он» яС
и	<1124) эакл«”"е’‘’км« •	>**"*'
Недостаток формулы (»1**' ечеНня *мДК°
№гывает действительных сх®	метод р4С'®гТ ’
"^Др.	ныМ явл*стся
Более точным, но более! сложи	14?
Жженный проф. А. И. ЖуК°вЫМ 1
1!С
Длина (радиус) отстойника (см. рис. III.5) П11„
формуле	Реде**етсп.
/. — /0 4- /1 4- /8 4- /я 4- /4,	°
где 1g длина распределительного устройства-
4 — расстояние, в пределах которого высота я*
достигает расчетной глубины отстойника /”ПНого сд0.
струи);	(Рас1иирени
4- расстояние, в пределах которого высота
равна расчетной глубине отстойника- явного слОя
4 —расстояние, в пределах которого пооигуп».
струи жидкости;	Р ходит сужение
4—расстояние между ограждающей доской и -
ЛОТКОМ.	AVCKUH И Сборным
не^ГНЫеВеЛЙЧИНЫВф0₽муле <1П-7> определяются поур„
•7 г мВ"
l,~V
i H — hi
lg = V---— ;
«о — Wg
i = JL.
3 tga ’
4 = 0,2-f 0,3 ж,
H—расчетная глубина отстойника;
й0— высота движущегося слоя воды в месте входа
жидкости в отстойник;
ki коэффициент, зависящий от средней скорости
движения жидкости Vi на участке отстойника
А и определяемый по графику (рис. Ш.6);
где
(IM)
(111.9)
(111.10)
к, = i(n>-tc1)—глубина опускания расчетной взв
,_^ть <—я
стицы жидкости, находи
покоя;	Л„,иир составл^явко^11
ж, в	вертикальные турбулентн ^ения **
1	ответственно при скорости движ
Vi и V,	««КПСТН*РаВЯЫ*
а - угол сужения потока жид
Есля равномерное движение жидкости по счет от^т
нижа устанавливается только в его конПА И
упрощается «при этом величина 4=0).
<
Меток Р»“”‘‘“' Р^Д"^”‘Н»4Х ок тойпикоп, предложгИммй проф
и Я<уко”,,,м' <’Ч'Р}Ь,',и'1 л<’Йипи1гл1.пМе условия течений жил
” особенности конструкции огстойиикои и ВЛКИИИГ вещи
i -гипбулентнои гости
«.
0,16
О,fl
f f J 6 » 7
I 'I'jh й турбулентной гос। ль
Ipnoiiiefi. тормозящей оснстлс
I'in жидкости. Этот метод рщ-
4(1.1 рЯДИЛЛЬНЫХ отстойников
I |Ц получил широкого ПрИМСИГ
HIDI из-за его сложности.
Еще более сложен метод
ргч< гй, предложенный Проф,
। М. Шифриным |«19, 50]. Он
оспопан ил абстрагированном
пре V I.(Влепим Об уел О НИЯХ ПК л ли	.
лении. Этот метод требует исесктги!» ЖйДиопи л гщру.
Ч^оузл жспоронией ^рИИтЛЛЫЮЙ
Риг 11М» Чййи< им«т миффшчияы
Л| (II (реДИГЙ (МфОГГИ нише «
2	. ОТСТАИВАНИЯ сточных вод в состоянии покоя
1) Обобщение результатов исследования процесса
отстаивания сточных вод в состоянии покоя
Взвешенпыс веществя, содержащиеся в «точной *^л^**в'
состоят из частиц различного размера, гидравлическая РУ
ность которых изменяется в значительных вреде
шейные вещества называются
Полидисперсность
менение ее свойств по высоте ^1*0**^ в*
трудияют теоретическое определениезы <юЛили<:лергям»
имя. Полное представление об	эффект*
шейных веществ дают кривые wB!!feI(IMrt0w t
воды Э от продолжительности ап* (U^hll,
условной гидравлической КРУвя,ы^ены«
где h — высота слоя жидкости), я_
*« кинетики осаждения вяееше
Кривые кинетики	acaei^
‘Дести получат опытным ПУ _ млаМ-
сточной воды в состоянии।	овытке*
На первом этапе *,д а а*^!!мепк*
** Для отстаивания сточяы	Д*е
состояла из семи стекляни	**
50мм (рис. II17) виЛгграля* эт*«**^
Первоначальная ко*	___
4
1117 Сжгм»
I \ Ml <ы '
?UUl ,п


wodi.’M
О
г ч
I

', rUo№« "	””
Л ’	1 1. » I \i u
Л Н(
ИИНЛНЛКПИ
l""\ I II ..1	 "‘ "b	Wdu	mi
‘ 1(-, unlit -к- I	Mtt HHOtoHOdM (M>MM
.	.	WOI.’V
.11(UV|II «VOJ Hwodu otwud м ’loHL-HVoMiklu mruiQ
HHUPniVV
H l |OII II' •	11 ОНППОП.) I’ll |I.MUUltnA,l.)n|| 'MJ/nn tion
1	) M l Ч1Н..'II .	м holphio imuoVawodn .«.vMHndn о
., H Hh.4 > I I I' '• 11	11 wnwainniiho i!iri?M.vhidu \wodmo”
. IIV'I • ivn.I.I Illi	4 IMIOUlOht rtd И|,’|чу VMIIOIH!).)^
' n \|.|||ll.’lll >l\l' 1 ‘	,’HIPHI yoilllP.MIIIO II wudawrrtd
tbll КЧ rnr ill ' "	Ш.НН III iwiui.l Hl.) U»?d<’IO4
I I ll'll I...	Iliri'iy O.IO.If M’lf inillHMllVI HO
,, HUI.4 1.Hl Hl I > «II I’lUoil yOHhU.I.) FHlA.ni 1141114»)| .iHlIIMU’fl
,,1(|.iii <i ни. r >ri .'in и iiuiiiHiolMiM.ni ЛЦН.К wodoitt «ц
,,1,414111 и in 'ini '1	•’ и «inioJCMuyoV l ag 'iitniwiltti nun
ini xiihioiiniAi.Miii 'Won \nu
.)'lllV0.|.)W (lOHHI’.iUllO O||
।) мт г I- • и ' и ’'	О If 1*1 у
°V
''bOOl /у
iiutitiii*i.art.’" (.чафф*- и
UV".V
/М
!))
,n".v
\У
1111'114
ОН «кон у ОН 11401.110 М
yilH.ilbwril WI’IIIIIWV I’ll
'1 "И.Ц11 ,1 nln,, пи II II. ' I
'Hill
>11
lll-HI' II (nil Ill’ll | || >1111' > I II I I I
ШГои ||>>|||,(>| , noi	l4(IA.I.I!(l«’UW.i.l 1Л» 'limMtl in
1 '''"I ii'iln i <i и и .. .	,)W.i 'iniii.inwwi’ii и iniaiiMW»pd •'i.Fig
I ,i;7, otf 0| ,i.o ‘L>uifiigritro>i riVort tidAiinlr’iiHia’. нмпч
nii’iiio aMiioiiut ’A ijohiii!.»««'»’-Il
0 iil..MiihHi wiiiMfil ’rttfl awiw*
xi'iiiiii.’dgoi.o И J /I	' ' И
1 ' I I i.iiii |,o odl/’llllirull « ’•'«/Ort IHlHodA
ин .>,	woiiiii.'iumA ii Fil/ом MaAiM It.
"II IHI II. уоянаыпюя И *и Л1Ь»11П’*П«’У<».1
Иа^до	HodtfiiiwiHi <и L •' 9 S *
//н' or,i и on ‘о(, чя: г-i ‘«I
«оНт/ишгин кииаиы»ui _	м<(,
АНПГИ1Н! он ’|.т-Н1да"'’ *
М"-'"1''П>6“-’™й'1ика сточной водой „рово1
, „акуум., который „ начальный момент равнялся ок™
600 мм Л'/- <7> ,,еР(1 '«ла»7 Диаметром 50 ^.присоединенный
к нижнему фланцу трубы-отстоиинка.
Для отбора проб воды по высоте отстойника было установ-
12 штуш'ров, внутренние открытые концы которых заканчи-
|)а,1И( Ь В шт ре отстойника.	F
5, 10, 15, 30, 60 и 120 мин с момента начала от-
расположенных по высоте отстой-
П<) истечении
оаинаиия из всех штуцеров,
ника, в течение 10—15 сек
отбирались пробы сточной
полы для определения со-
держания взвешенных ве-
ществ.
Исследование отстаива-
ния сточных вод в состоянии
покоя проводилось без до-
бавления и с добавлением
активною ила. Всего было
проведено |4 опытов.
По результатам исследо-
ваний на установке малой
высоты были построены
графики зависимости Kt~
f(t) и /9--	i
Для выяснения1 зависи-
мости эффекта осветления
воды от первоначальной
концентрации взвешенных
веществ по опытным дан-
ным были построены графи-
к" зависимости Эв/(До)
"I'li продолжительности от-
паивания 5, 10, 15, 30. 60,
!,0 и 120 мин. Один из таких
•рафиков представлен на
Рис. 111.9 (в проведенных
°чытах температура CT04H0;Lfl мна и равна около	°"
Мы была практически	отстаивания сточнл?вне^ия а
Ределеиной продолжительное^ был|| найдены ypJJJJJ
способу «наименьших квадрй „ соответствующие опыте
3;ггем построены прямые .	• ^_.ГТВУет об уменыде-
Кам.	. Qasf(X’e) свидетельств)ет о -	й
Наклон прямых """“’ДТЛ «ХХ« <
И’Ш эффекта осветлен веЦ1е<;тв.	обобщенный график
Концентрации пэве1Л*’	л0С?ониёнтрвинй загря’Ненм*
По прямым 7“" МЛ;, ₽.«»•«« ’S’n’lO)
ханнсимост» .9вНИо...„111 веществам'1 ,₽
с момента начала от-
Рис. I1I.8. Схема опытной установки
с отстойником большой высоты
/ — огстоЛннк: 2 — ялкуумнясос; 3 — вакуум*
ныА котел; 4 — бак для цвркуляциошгоа воды;
5 — канал для стояло! веды
Из этого графика следует также, что эффект
сточных вод уменьшается с повышением первоначальмеТ'аен,|я
центрацнн взвешенных веществ в сточных водах. Учиты°й Ри-
нако, что эта зависимость проявляется слабо, с Лостаточ Эя’ °Д-
практических целей точностью можно считать, что эффе^°й А*я
л %	ет'
Рис. 1П.9. Зависимость эффекта осветления сточной воды Э от кон-
центрации взвешенных веществ Ко
> — при »-5 .«ин; — при Л-90 мин
Рис. 111,10. Обобщенный график зависимости эффекта осветления
сточной воды Э от условной гидравлической крупности взвешен-
ных веществ и0
I по ланями опытов при К„-|00 лы/л; //-то же, при Хо-Я»
™. **• "Р" Ке-ЗОО мЦл\ IV - то же. при Л',-400 ли/л; /-по
< -• М Шифров при К.-100 лы/л; 2-то же, при К»-200 де/л; 3 — то же. пр
к,- мю ж-? л
ления сточных вод не зависит от первоначальной кониентр
взвешенных веществ.	JQ наНе-
Для сравнения на график, приведенный на рис. .1 ’оТ ус-
сены кривые зависимости эффекта осветления жидкости
лонной гидравлической крупности взвешенных вешеств’
J( п0 формуле (III.3). Из этого
'|1>| , жидкости ПРИ величине К. -1 ^^Ует, что -мжл.
.'П'"" 1Л1 и формуле (III.3) практический По "Олуйным На'т'
Л 'пнем концентрации взвешенных п Падает; оДпа?п Наии
1",, ими наблюдается существенное !,Ществ Ме«Ду укаааииУВе’
;;^мые по формуле
пезУл,,татЬ1’ малых значениях и0 эти пал ПолУЧенные нами
.пмил а при больших значениях п0 - значивАеНИя ««начи
ше тем больше чем больше первоначальна™ЬНы (₽а«ожде-
Чнных веществ). Эти расхождения являются ДЦеНТрация взве‘
ствия зависимости между эффектом осветХТ?УВИем ОТСУТ*
пе|)Воиачальнои концентрацией взвешенных веадствТ В°Д И
данным и наличия этой зависимости по данным С м ш ^ШИМ
Причина независимости эффекта осветления сточных ±На'
первоначальной концентрации взвешенных вещест? пп От
ni нами данным, будут рассмотрены ниже Щ ’ учен'
На Люблинской станции аэрации в сточную воду пепел пеп
яичными отстойниками добавляется избыточный активный нт
Этим достигается уплотнение его в первичных отстойниках Учи*
тывая это, были проведены исследования по отстаиванию сточ-
ных вод в состоянии покоя, поступающих в Люблинскую стан-
цию аэрации, с добавлением различного количества избыточного
активного ила (от 100 до 350 мг/л). Методика обработки и обоб-
щения данных измерений была аналогична примененной при ис-
следовании сточных вод без добавления активного ила.
На каждом графике Э=/(и0) были нанесены данные исследо-
ваний одной и той же сточной воды без добавления и с добавле-
нием активного ила. Построение графиков выполнялось по зна-
чениям Э, вычисленным по величинам Ко без учета добавляемо-
го активного ила.
Анализ графиков позволил сделать следующие выводы.
1) концентрация взвешенных веществ в отстоенной сточной воде
при равной продолжительности отстаивания значительно .
при отстаивании жидкости с добавлением активного ’
отстаивании сточной воды без добавления	с ’до1
2) эффект осветления сточной воды (при	г с учетом
давлением активного ила), вычисленный п . воды при от-
активного ила, выше эффекта осветления точной воды*р^
стаивании ее без добавления 	• жавлением активного
Ния сточной воды (при отстанв и- ее активного нла, ни-
Ила). вычисленный по величине \	отстаивании ее без
Жс эффекта осветления сточной	активного ила в стоя-
Убавления активного ила; 4)
нУю воду не способствует ее осветл ' х ве1 в с
Данные опытов по отст.шг.линс обработав
»’С добаадекием активного
» М(К«) при разно» п|'"мл
т°м значение Э
153
ила. Из графика было установлено, что при концентп
тонных веществ до 400—500 мг/л эффект осветлен ИЯх Вз»е
воды не зависит от первоначальной их концентрации п СТочМ
щенки концентрации взвешенных веществ более 500 м /₽И п°Вь>-
осветления сточной воды резко увеличивается. Мг л эФфект
По графику зависимости 3=f{K0) построен обпк
график зависимости 3=f(tio) (рис. III.11). Из этпг«ЩеннЫй
этого ГрафИКа
Рис. IIL11. Обобщенный график зависимости эффекта осветления
сточной воды Э с добавлением активного ила от условной гидрав-
лической крупности взвешенных веществ uQ
/—при А'о=500 лг.л; 2 — при Л'о=4ОО лсг'л; 3 — при Ко=300 мг/л; 4 — при
отстаивании сточной воды ЛСА
следует, что эффект осветления сточной воды выше эффекта ее
осветления без добавления активного ила (при вычислении эф-
фекта осветления сточной воды по Ко с учетом активного ила).
Как уже было отмечено, были проведены также исследования
отстаивания сточных вод в состоянии покоя, поступающих на
Курьяновскую станцию аэрации.
Сравнение обобщенного графика 3=f(u0) с аналогия^
графиком для сточных вод, поступающих на Люблинскую с
цию аэрации (рис. III.12), свидетельствует о практически ®
ковой степени осветления сточных вод, поступающих на УР
новскую и Люблинскую станции аэрации.	петления
Полученные выводы о независимости эффекта ос * ве.
сточных вод от первоначальной концентрации вавеШВ йХ ог
ществ не согласуются с опытом эксплуатации действу дйИКов
стонников. Многочисленные исследования работы °отК0НцеН-
свидетельствуют о том, что эффект их работы зависит
трации загрязнений, содержащихся в сточных водаХ' лйИТельнь|Х
Это несоответствие побудило провести ряд Д°п
154

к
Ко,нг1л
ИЮ	150	200	250
к. Ш.13. Зависимость содержания оседающих веществ от количества вз
-иных веществ в сточной воде
^енпю оседающих веществ, содержащихся в xB°0*aax
„ак известно, содержание оседающих веществ в & течение
уделяется путем их отстаивания в сосудах * как 0Пы-
 Таким образом, эти опыты можно Расс”^р^оя В малом
" Во обычному отстаиванию воды в состоя .-^ных вод опре-
; ндре в теч;ние 2 ч. Эффект осветления сточных^
я также по формуле (III.12), в кот р рюШих веществ
J-малась равной величине содержания оседаю
ПаН°Й Воде-	u 200 опытов построен
?аб. резУЛьтатам обработки более чем графика также
1 представленный на рис. I1IJ3. И^а^ческн не за-
» что эффект осветления ст°чнЫ?<’ веи1едных вешс-18,
^а?Т ЛеРвоначальной концентрации
ся в сточных водах.	155
4 дгД>г» OtMrTMIb. *H<i iifttHt HM<U fb эффск|я (м
Ий» *u4 «Г ИерВоННЧЮШНОЙ КОИШ’ИТрИНИИ
И ЛРУНГ*- ИоЛеДОВИ1ГЛИ, Ш|Им "***
**ВИгЫ ЖЫМ Й <<* ОЖИИН ПОКОЯ, В ЧЖ1ЖЯ ТИ А, А кГ<,|‘'»‘У *
j А Мрвыиич н др	’
h«‘« д*Д’ гйии воэнимло нредположеиие, что пои
ДРИт мвлягои применение /ЫЯ ГЛСТВИВаниЯ стЯ?** *и
малою диаметра	"чимх м>д .'
мыш нении этого бил проведен ряд опитой
имю сточим а вод в »тн юяиии номой я иилиидрах оаэли0**1’
миром 50, М и I20 ж и (но два цилиндра). В цилии^щ XjUi
%
Им III 14 Тайисйм<нть эффекта оекетлеивя сточной води от кдамин!, ’
инн кэшкшенимх впне<7К ц<> опытам, амполняяшнмся в cocvxmmmL,
4МиМгТр4 Д (фи Г —Ы) MUM	J V
t пум	£ - пуц 11-ГЛ1 Л1М, 3 пун ММ' 4 - при (/•80 мм
ленншо размера производилось отстаивание одной и тойжтвйлй
в течение |5 и 60 мин,
Ila t рафике, приведенном на рис. 111.14, обобщены полуда
иые зависимости дли продолжительности отстаивания, раааЖ
60 мин На нем имеются также кривые зависимости Э»/(Л).
полученные при отстаивании стопных вод в состоянии покоя»
нилиндрмх диаметром 300 мм и высотой 500 мм (опыты не y<1i
новке большой высоты).
"'Гти графики позволяют сделать следующие выводы: I)
лнчением диаметра цилиндра эффект осветления с'гочиы’ог
вотра« гае/ (при прочих равных условиях); 2) в опытах, пр
денных и цилиндре диаметром 120 мм, обнаруживается зя й,
мо< к. эффекта осветлении сточных нод от леРвон0Чв,^.\.Аьной
Центрании взвешенных веществ; с увеличением п®Рв0Тл^т ос
ид концентрации эффект осветления возрастает; 31Лл^иЯрв
нетлении сточных вод в цилиндрах диаметром 120 н ’"^вйдетеЛ1>
гнчески одинаков (при прочих равных условиях); ** вод от л»*а
L‘TttVt-1 <1 HP 4Й14МГИЫП4 TH -idirftPUTH осветления СТОЧНЫХ МД
равен или больше 120 <**• М1||И| ст”4
леловаиии "Р^6 °"Тдалже" б“'‘
в00**»- „„ошв"1*'
ствун о независимости эффекта осветления --
метра цилиндров, если он ранен или болыпе
Таким образом, при исс. „
иод в состоянии покоя диаметр i
мм или более (при высоте цилиндра 500.
Для «гея проведенных опытов было вычисл
’И*’"’**" «»*тл«,в,	.
'•	длэхетрлив 1»^- ">«
результаты вычислений предгт^.^	'• '
>яде зависимости
’/ ' '•.
в“>«+вЛ1Я|г
3»«* коиялтраиия извещении,	„
Изменение температуры м *	*, вырам«.
которая, в свою ояс^дв, мы«»‘и*£
Рис 111-15 Зависимость отиошеиия а от вмпвш К»
I - ари /-1Й мин; 2— при t-GO мим
При уменьшении температуры вязкость воды увеличивается, а
'эффект осветления ее уменьшается. Данные о количествеямоА
зависимости эффекта осветления воды от вязкости, а следов»*
тельио, от температуры, приводимые в литературе, весьма про-
тиворечивы. Многие исследователи указывают, что эта зависи-
мость существенна [20], другие же ее ие обнаруживали [49].
Рис. 111.16, 1,1 ВИ< ИМО» гь вф*
от
И'Й Н1Др И; ИГР-» 1-0(1 ирупиости
Uo
" 1111 1	'' • . // и
р мп» р.| । , p.i < » (»jлил гили
ь  »ри 12* С, 2 - при 1Г С; 8 - «Р"
левня сто*н°® а0"
Для выяснения зависимости эфф®^ецнальаы«*	в
от температуры были посТ®® а вЫще. Опыты я^°®^ые дав*
Днкв проведения которых олис пОЛ5ГчеЯЫвяз«ы* темае-
^иое время года, благодаря^ды пР«^ .ла ок-
ные по отстаиванию Рсал*н°й KVCCTBeH|Boro n0JW
Стурах (12, 17 и 22*С) без нскуссп"
,аЖдеиия ее.
Пплуч< нны<* *аяисимпсти 3**соответствующие Tf>
рагу рам ноды 12. 17 и 22*1 С и определенным значениям К к*
о<%>бш« ны и.» отдельных ।рафиках (риг. 1П.16).	*’ 0Ыли
4тн «рафики позволяют «делать вывод, что зависимости ча
ф<кы «м В‘-тл< инн । точной ноды от ее температуры обнаружи
к.т< в лишь при «качениях »/<,<! мм/сек. Количественную З'*
‘ ныость определить не представляется возможным. У ‘ 4Вк'
Лналн! результатов исследований позволяет предположит
что ывигимсктъ эффекта осветления сточной воды от темпеш
туры обнаруживается весьма слабо вследствие изменения х
рямгера и свойств загрязнений, содержащихся в сточной воде в
вэвепнниом гос тонкий, по сезонам года. По-видимому, изменени°
»р.»иулом» тричи кого состава загрязнений ио сезонам года в
большей степени влияет на эффект осветления сточной воды
чем температура.	’
Зависимое и, эффекта осветления воды от концентрации взве-
шенных веществ свидетельствует о явлении их агломерации в
процггге «к аж дени я взвешенных веществ, Это явление может
интенсифицироваться при увеличении пути их осаждения. Этим
и обьяснягт» и зависимость эффекта осветления воды от высоты
<е с толба при равных значениях условной гидравлической круп-
ности, которая была отмечена А. И. Жуковым и другими иссле-
дователями.
Опыты на установке большой высоты преследовали цель вы-
ясни гь эту завис имогть.
По результатам проведенных исследований для каждой про-
должнтгльши тн отстаивания были построены эпюры распреде-
ления вмешенных веществ. В качестве примера на рис. III.17
представлены эпюры распределения взвешенных веществ, полу-
ченные в одном и» опытов. Па основании этих эпюр для разных
высот с толби воды (0,5; I; 2; 3; 4; 5 м) были вычислены средние
Концентрации взвешенных веществ и эффекты осветления сточ-
ной воды при различной продолжительности отстаивания. Сред-
ние концентрации взвешенных веществ вычислялись путем деле-
ния площади эпюр на высоту столба сточной воды, а эффект ее
осветления определяли но формуле (III. 12). Для каждого усло-
вия проведенных вычислений были определены соответствующие
условные । нлравлические крупности взвешенных веществ.
По результатам вычислений для каждого опыта были постро-
ены графики зависимости 3^ f(u„) (рис. III.18).
Рассматривая графики, можно сделать следующие выводы.
I. Эффекты осветления сточных вод при равных услови *
гидравлических крупностях взвешенных веществ «о, но
выеггглх столбя сточной ноды значительно отличаются ДрУ
друга Так. при величине но»1 мм!сск н высоте стол ба с
воды h-*0,5 м эффект ее осветления составляет ^о.в*3& у ‘
л при высоте столба сточной воды Л «Б м эффект ее осв
Л-66 86%.
IM
Рис. III.17. Эпюры распределения взвешенных веществ по высоте отстойни-
ка (в опыте № 3 Я0 = 338 мг/л)
/_•	сек> О — при /-600 сек; в — при Т-900 сек; г - при /-1Й0 сек; д - пр«
сек; е — при /=5400 сек; ж — при /-=7200 сек
1°/>
60
60
00
JO
’еской^1^ Зависимость эффекта осветленпИвЯи"ра1личны» вИС0”х ст0'
fia сто|Жпност” взвешенных веществ «в BP ₽	kw< ж;
к Нои воды Л (в опыте № 3 Ко*338	м_з ».
)5S
о с увеличением столба сточной воды при Олм
чешнх «г разница в эффекте ее осветления уменк»?0®^ ъ.
„Ы.Ч.МХ ciwtfta eT0.nh.fl полы Л, рапных 4 и 5 м, 4ф“ ’етг" П*.
НИЯ сточной НОДЫ практически одинаков.	осцЛ*
3 При малых значениях «<» кривые зависимости 9	*
разных величинах Л сопрягаются с горизонтальной линад 1 пРн
* ^Оот»
Рис- Ш.19
МОСТЬ Эффект.ЛвВи‘И-
ления ctoG Л"*11
ш«нных
ПриЛ“ЗлиМ)^
/ н |У •— (}**	-
«КТИПНОГ0 ПЛв? }!?.'"«
бавлением активного
ветсгвующей .максимально возможному осветлению, знамени
которого различно в разных опытах.	’ Ие
4. При больших значениях «0 кривые зависимости Э-Нил
при разных величинах Л переходят в линии, параллельные осн
абсцисс.
Увеличение эффекта осветления сточной воды с увеличением
ее столба при равных значениях н<» является следствием агломе-
рации взвешенных частиц, объясняющейся гравитационной или
оргокивегпческой коагуляцией.
Рашина в эффекте осветления сточной воды при равных зна-
чениях нс и Л (в разных опытах) свидетельствует о наличии за-
висимое ч и между эффектом осветления сточной воды и перво-
начальной концентрацией взвешенных веществ в исходной воде.
Для выяснения этого обстоятельства результаты опытов были
распределены по сериям с разными высотами столба воды. Дли
каждой серии были построены графики зависимости Э»цК«1
при разной продолжительности отстаивания. Один из таких
графиков представлен на рис. III. 19.
Рассматривая график, можно сделать следующие выводы.
I, Эффект осветления сточных вод зависит отпервой ачаде-
концентрации взвешенных веществ в исходном воде. С У®
ниеы концентрации взвешенных веществ эффект осветлен® ед0.
ных вод возрастает. Опытные данные, полученные ПРИ ' ого
ванин сточных вод без добавления и с добавлением fToq.
нла, дают общую зависимость между эффектом осветл всществ
иых вод и первоначальной концентрацией взвешенны до
2. Добавление активного ила в сточную воду в ко эффектом
300 иг,гл не изменяет характера зависимости ме1Кл'дИвчаль*,°й
осветления сточных вод в состоянии покоя и пер _стацв81,м‘
концентрацией взвешенных веществ по сравнению с
ем сточной воды без добавления активного ила.
церхиие пределы -зффекта
игельноети отстаивания 2 ч Ь "Ия ‘Точной
..„„„ой воды, ‘<><>тветствукяци/ Ьна1(е|1ия	«оды при Про.
|()()1)|М1, сопрягаются кривые 3aftHZ30,,Ta^X* 2м°(’иетдениЯ
4Х „ьк-ота.х столба жидкости К*™ Эг=/(«0> пТ**’ с •»>
1|(|(И. как содержание в сточныхсХИ-₽азлич-
дах Сдающих " Нс что
’ °'	* ВеЩеств, вы.
рнс 111.20. Зависи-
мшть эффекта освет
iciiioi сточной воды J
от концентрации взве-
шенных веществ Д'о
при 2 ч
/ бСЗ ДОб.НЫС1111М лк
iHiuioH) ила: ? i .'1<>6лп
.цинем активного ii.i.i
раженных в процентах от взвешенных веществ. По результатам
проведенных опытов был построен график зависимости содержа-
ния в сточных водах оседающих веществ от первоначальной кон-
6 и.,мн/сск
60
<Ю
20
0
80
100
80
60
60
20.
------р	. .. 
21- Обобщенные графики зависимости	веществ я» при
Р-5.? от Уловной гидравлической крупности взвешен
й ных высотах столба сточной воды Л	.
; г&г «- лр« s-=»
1,хии П-0.5 ж; а-.прн А„| ж; J-При л-8
161
’4314
центрацин изношенных
веществ в исходной воде
(рис. 111.20).
Из этого графика сле-
дхет. что содержание осе-
дающих веществ в сточ-
ных водах, выраженное
в процентах от содержа-
ния взвешенных веществ,
зависит от концентрации
последних в исходной во-
де. Содержание оседаю-
щих веществ увеличива-
ется с увеличением взве-
шенных веществ в сточ-
ной воде. -Полученная за-
висимость является след-
ствием агломерации взве-
шенных веществ при от-
стаивании сточной воды.
На основании графи-
ков зависимости Э=
=/(/Со) были вычислены
осредненные значения
эффекта осветления сточ-
ной воды для различных
значений продолжитель-
ности ее отстаивания, вы-
соты столба Л, условной
гидравлической крупно-
сти н0 я четырех значений
концентрации взвешен-
ных веществ Ко в исход-
ной воде,	200,
400 и мг/л.
результатам вычислений были построены обобщенные цыФ11’
ки зависимости 3=f (uQ) (рис. Ш.21) иЭ=/(/) (рис. П1.22) при
различных значениях h и Ко.
Из рассмотрения рис. 1П.22 следует еще один интерес! ы
вод. При продолжительности отстаивания кннн н воды
60 мин эффект ее осветления практически не <авиепт m
столба сточной воды, а зависит только от продолжим
отстаивания и концентрации взвешенных пещитв в ,и
воде.	бнТь
Графики, представленные на рис. IH.21 и 1П.22, **д33начен-
использованы для анализа работы отстойников, пр
них для очистки бытовых сточных вод.	осветления
Эти графики не отражают зависимости эффек
Рис. II 1.22. Обобщенные графики зависимости
жительпостп ее осветления t при различных
а — при	и.*/л; б — при Л'о=30П жг л: •"JJJ
2 — при h 2 и; / — при Л =*=4 д; -/ — ио форм}.'
при а«3,5	и /«30 мин}, ' -п- Иип
!62
ю
№
fl
90 t,NUH
? кта осветления сточной воды Э от продол-
ртах столба жидкости h
\ ^л‘ г~при Ко=500 мг/л; / — при Л “[>,5 *:
и хср“0,057 (h-4 ж); 5 —по формуле (Н1.Ы
“РИ а=2 (Л=0,5 м и /-30 мин)
сточных вод от их темпе-
ратуры. Описанные опы-
ты проводились при тем-
пературе сточных вод,
равной 22—25° С, а пото-
му они справедливы для
указанных (или близких
к ним) температур1.
Jl Теоретические
0О1МЫ eceernewe
сточных мд
Экспериментальные ис-
следования отстаивания
сточных вод в состоянии
покоя свидетельствуют
о том, что оседание поли-
дисперсных взвешенных
веществ сопровождается
агломерацией частиц я
постепенным их укрупне-
нием. Основной причиной
агломерации частиц яв-
ляется гравитационная
или ортокинетическая
коагуляция — столкнове-
ние и слипание частиц в
результате различной ско-
рости осаждения частиц
различной крупности.
Рассмотрение графи-
ков зависимости Э—ЦП
(см. рис. Ш 22) оозволя-
области осветления сточ-

ет отметить две весьма своеобразны	^чнь1х вод. ха‘
П^ая - область интеиси.^
Рактерная для начальной прол_и МОсти	поэволйЛМ
До 15-30 мин. Кривые зависимо^ наблюД^^нных
•1«ЗКИ к прямым линиям. В‘13>осаждение ча(Лце обла^
^тановить, что в этой обла ых условия*'' проСлеД»‘ть
Wctb происходит в стесн ороГо мо»н
Жжением верхней границы
----	v-актке К*** W5U*
1 R	ппялНН* приним84* )
“’УК А п₽<?‘.’еДс"ии описанных
 Л. Иткин н инж. К). А. Майор
II’
163
мнрованке облака об вменяется, по-видимому, интенсив
ннем гравитационной коагуляции.	Ным явле.
Вторая -- область слабого осветления сточных вод
нэя для конечного периода их осветления при продопжЭ₽аКТеР'
»тн отстаивания более 30—45 мин. Визуальные наблюдеИТеЛЬНо‘
детельствуют, что в этой области происходит в основном*1*151 СВи'
ное осаждение частиц. В это время в сточной воде остаетСВОбод’
частиц, способных к самостоятельному осаждению. qcbCJI Мал°
сточной воды в этой области также происходит благодапеТЛеНИе
мерации частиц, но которая обусловлена простым слипани аГЛ°‘
молекулярным притяжением. Этой агломерации частиц с ИЛи
етвуют вихревые процессы и турбулентность потока. ПОс°б-
Между этими областями существует переходная облает
которой происходят процессы, свойственные обеим описан * В
областям.	НЫм
Для описания закономерности осаждения суспензий при го
витационной коагуляции предложено уравнение [8]	^а"
(Ш. 14)
xt
где t — продолжительность отстаивания сточной воды;
х— коэффициент гравитационной коагуляции.
По результатам опытов вычислены значения коэффициента
гравитационной коагуляции и построены графики зависимостей,
приведенные на рис. II 1.23.
Рис. 111.23. Зависимости коэффициента х от различных факторов (по данным
опытов)
о—мвисимость х от Кч ори /—й) мин и h»3 .и; б—зависимость х от А при
и	ли/л; в зависимость х от / при 200 мг(л и he4 м
Из этих графиков следует, что коэффициент х завис
личин Ко, h и /. На рис. 111.22 нанесена кривая 4, вы веЛ(1ЧИ.
по формуле (III. 14) при среднем значении хср“"0, „ие кривы*
нах Ко = 200 мг/л нй=4 м. Значительное несовпаден гj
3 и 4 на рис. 111.22, а и зависимости х от Ко» Ли/ СМоответствУеТ
свидетельствуют о том, что формула (III.14) не с лдЛяпраК'
опытным данным и не может их описать с достаточн
тических целей точностью.
164
। основании обработки получении»
, чено простое и хорошо соответств“\°ПЫтны* Данны» к
Дующее эмпирическое уравнение * *** эк^Р^ею’°
:>ле„ных веществ;	«инегики
Э|=1-'-Г'э
120	12*’	(1П 15
р 5/ И С?120 эффекты осветления вопи
ПР°5*Ж"теЛЬНОС™ этстанван™?"?^""” ’₽»
а— коэффициент, зависящий пт и 120 л“«;
не зависящий от величины / личин к<> « Л. но
Следует отметить, что величина Э120-Отногитр,ки
чание оседающих веществ в сточной воде обычно пппТ С0Дер'
£ всех технологических контроле ка«™ГвоТ“:
работой очистных сооружений. Таким образ„„\л"
кинетики осаждения взвешенных веще™ (ив=. "
j 0I /) из сточных вод кроме величин К, н Эи достаточно зна™
лишь значение одного коэффициента а.
Кривые 5 и 6 на рис. III.22,а построены по формуле (П1.15)
при значениях а, вычисленных по кривым соответственно 3 и /,
продолжительности отстаивания /=30 мин. Сравнение кривых
5 и 3, а также 6 и 1 свидетельствует о хорошем соответствии
расчетных величин и опытных данных.
Для сточных вод, содержащих весьма мелкодисперсные взве-
шенные вещества, уравнение кинетики их осаждения может быть
записано в следующем виде:
Э, U-'-f Э«,	("116)
где Эос— относительное содержание оседающих веи^ств, опре-
деляемое при продолжительности освет g
/ос, которое может приниматься равным 4, 6 или 8 ч.
Проверка этого уравнения для некоторых видов прои
венных сточных вод показала его сПРаведЛВВ°^оппах разной вы-
До недавнего времени считалось, что в обеспечи_
с°ты равные эффекты осветления сточн
Ваться при условии	(Ш.17)
—-	~ >
<их крупностей взве-
е- при равенстве УсЛ0ВНЫХ,ГИД„а приведенных на рис. ПМ<
енных веществ. Анализ график ,.	соблюдаете •	•
'««етельствует, что это условие подов»» " ниы„ о «
*"ие этого условия подобия “^"^„ртоквяетвчеекон ».« •₽
,взвешенных веществ п явл	обеспечк-
'««ионной коагуляции. „дртх ра3"0'1 ““ послеДУ»ше“
R УСл°вие, при котором в ни ия сточных в°Д’
dl°TCH равные эффекты осветле
ох дем называть условием седиментационного под
выражения А. II. Жуков [20] предложил следующу°°“я- Для его
Л|_ = д- Л3	ЭависимоСТЬ:
, .	'*	'* '	(111.18)
Однако проверка показала, что коэффициент К
ременной величиной. Для осаждения некоторых ЯВл51ется пе.
персных взвешенных веществ условие седиментациоми П0ЛиА«с-
бня оказалось следующим:	энного подо-
11____( Л] \Л
*2	\Л2 / ’
(Ш.19)
где
п~ показатель степени, зави™
щии лишь от СВОЙСТВ ИИ
шенных веществ. е‘
Проверка уравнения (1П iq\
подтвердила его справедливость и
для осаждения взвешенных веществ
из городских сточных вод. На
рис. III.24 представлена обработка
полученных результатов измерений
в зависимости
Рис 111.24. Зависимости 1g — =
^2
—/{1g—I при равных эффектах
\	/?2 '
осветления сточных вод
*1
^2
где /j /2 и hl h2— отношения продолжительностей отстаивания
сточной воды и высот ее столбов, соответству-
ющие равным эффектам осветления сточной
воды при высотах ее столба hi и /г2.
На графике нанесены опытные данные, относящиеся к высо-
там столбов сточной воды от 0,5 до 5 м и концентрациям взве-
шенных частиц от 200 до 500 мг!л.
Указанную выше зависимость можно выразить в виде прямой
линии. Показатель степени п, определяемый из графика как
тангенс угла наклона а прямой к оси абсцисс, оказывается рав-
ным 0,25.
Уравнения (111.15) и (III.19), описывающие кинетику осаж-
дения взвешенных веществ из сточных вод и условие седим
тационного подобия, могут использоваться для технологическ
анализа (моделирования) осветления сточных вод и расчет
стойнйков.
3) Технологическое моделирование процесса
осветления сточных вод * 1
Как отмечалось выше, для описания любой кРив°иИКИ(П1.15)
осаждения взвешенных веществ достаточно в уравне ^от коЭф-
определить значение коэффициента а. Учитывая, чт
1 Методика разработана при участии инж. В. Д- ЖУРавле
1
м
1
,1йепт не зависит от продолж
его можно '""Pf-’f.'ian. по резчж."”’" «петле»»
лишь одной и люб°'' личине < BnfM i?,"*
вводиться с учетом обеспечения п бор Личины , СТву'
< С высокой точностью н минималKO-,*S™
“ “диализ проведенных опытов и сравн",жйТраты »P»S
„,й С расчетными данными, получе,,„“.""" Р«Ультато, „Mf
’ зал. что технологический анализ осветлен”»?0'’”’'*
вод следует производить при продол??? Горо^ких
; ia. равной 30 мин. При этом „гЧ““«™-
ииая несовершенством заполнения циливл»™
“патами, а при значении коэфф,,цте„т“ „X” ’“’™ «сред
"той продолжительности отстаивания, уравнений (п к!ого "₽а
„рОШО описывает экспериментальные кривые 15) “къ“а
„5 взвешенных веществ. Таким Р кинетики «ажас-
образом, продолжительность от-
стаивания 30 мин является опти-
мальной, так как она является
тем минимальным временем, при
котором обеспечивается наиболь-
шая точность анализа. Для дру-
гих сточных вод продолжитель-
ность их отстаивания может уточ-
няться на основании разведочных
опытов.
Если по опытам будут получе-
ны две кривые кинетики осажде-
ния взвешенных веществ при раз-
ных высотах столба сточной во-
ды, то по ним может быть най-
ден показатель степени п в урав-
нении (Ш.19), а затем построе-
на кривая кинетики осаждения
взвешенных веществ при любой
Другой высоте столба сточной во-
Ч в том числе равной глубине
проектируемого отстойника.
Для выполнения технологиче-
ских анализов осветления сточ-	состоящая из ии-
H.Ux вод разработана специальная уста • aK, VM.Hacoca 3
,'ИнДРа-отстойника 1, вакуум-котла йв+Лв= 1000 м*,
Йе. 111.25). Цилиндр-отстойник име объемы отстойника
’’’Метр 120 мм и объем V.+V»-'*.	' сечекпями с-‘ "
сечениями о-a и b-O. а ««'	е_, ода„ако»«
о» Цилиндроконической части и
вставляют: ДУ=500 см3.	_ _ля заполнения отстой-
ни &акУУм-насос и вакуум-котел слу* проведения анализа тр
ИКаАилиндра исследуемой водой. Для "Р
d
Ы7
Рис III 25. Схема опытной уста-
новки для ’«и0-10™4^
дарования процесса осэет.-еиия
сточных вол
H около 30 I полы После тщательного перемс
псе отбнрагкя проба для определения величины /С зШИВаиИя Нз
о.и,но определить относительное содержание ocf-n^ *ел*
ню гп в no ir ,91Э1 в цилиндре высотой 500 мм и „иДа,°Щих ш.
м. нее I20 .M.M	ЛИаметрОм
Далее опыт выполняется в следующей последоват
I. При помощи вакуум насоса .7 в цилиндре-отстой Ьн°СТи
вакуум котла 2 создается вакуум величиной 500—600 ИКе 1 и
Исследуемая водя в сосуде 9 тщательно перемешивает** и'Ст-
открытый крап 5 цилиндр заполняется исследуемой волпй п Ри
мент достижения водой уровня а- а кран .5 закрывается В Мо‘
ходовой кран 7 поворачивается в положение, отключаю * Трех‘
куумметр I и соединяющее вакуум-котел с атмосферой /сЩее Ва’
ся вакуум). В этот момент фиксируется время начала опыТ^'
2. По истечении времени, равного 30 мин, через кран 5^
кается объем воды 500 см3 (контроль по снижению С”УС
ня воды от сечения а а до сечения b—b). Потом спускается обП
см воды И,и 5,64 л (столб воды высотой А„; контроль по сни
женим» уровня воды от сечения b—b до сечения d—d) Зат?
спускается оставшийся объем воды 1/„ -5,64 л. Все три объем”
воды спускаются в разные емкости при снятом шланге 10	**
,1. В объеме воды ДУ определяется общее содержание взве
шейных веществ ц, а в объемах воды V,, и VD определяются кон
иентрации взвешенных веществ соответственно Кп и К*.
По результатам опыта вычисляют следующие данные:
эффект осветления столба сточной воды высотой /гв=500 о
ЛЮ0%;
ео
эффект осветления столба сточной воды высотой Й,|=500 ло1
A%_Jkioo%;
Ло
средний эффект осветления столба сточной воды высотой2Л®
• НИМ) мм
')' 1 •
‘~ Г " ’
зы величиня может быть вычислена также по формуле
Э’ 1	^Л'о" (g- AVXh)
е₽	2И Ко
Коэффициент а в формуле (III.15) при величинах Л. РввнЫ*
500 и 1000 мм, составляет
1Ы
1ег"
“и=дгки °-
30 6 120
их среДнеаРиФмстические
3	'	_..«•! TV тэ ыпм/п~.. -
" По полученным данным можно
Г„,НП[В формуле (111.19)).
По формуле (111.15) и полученным
начсниям а5<) и «юс строятся графики
диетики осаждения взвешенных ве-
ществ из сточной воды при высотах
.тплба жидкости hi = 500 мм и Л2=
ГюООлел/ (рис. 111.26).
Затем при нескольких различных
значениях эффекта осветления сточной
в(|ды вычисляется показатель степе-
ни л по формуле
1g у igy	.
п = ——  --------- = 3,331g А ,
"	Й2.	,1ро	к h ’
6 /ц	6 50
э
Ig^-
——
зо’
30 6 120
•„ученных в каждом из неско™™ &X"™)“„X'U*
*11о полученным Ланны..- „„редмить п^а°"“™-
II 1.26. Кривые кинети-
ки осветления сточной воды
1 - при Л,=500 .нл; 2 - при /ь-
-1000 мм; 3 —- при hf. равной
глубине отстойника
Рис.
где /j и /2 — продолжительность отстаивания сточной воды со-
ответственно при высотах столба жидкости й(=
= 500 мм и /12=1000 мм при одинаковых эффектах
осветления сточной воды (значения tt и /2 опреде-
ляются по графику).
Продолжительность отстаивания сточном воды при высоте
столба жидкости /1з (равной глубине проектируемого отстойни-
ка), при которой эффект осветления сточной воды будет таким
же, как и при высоте столба жидкости /it, определяется по фор
муле
8 ~*1
По данным нескольких значений 6, вычисленных "Р”
рачениях Э, строится кривая кинетики осажден проекта'
“С|Цеств при высоте столба жидкости, равном глубине проекта
р-ем0Г0 отстойника.
10
J. Ml ТОДЫ ГАСЧ1ТА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ
И РАДИАЛЬНЫХ ОТСТОЙНИКОВ
1) Обобщение результатов исследований
Опыты ироизводилш ь на радиальном отстойник»
|П .м Люблинской станнин аэрации (рис. ill 27^ ДИвМет1)0‘|
Центральный распределитель выполнен с иапп
лоп.пками; о г вод « точной воды осуществлен из-под к 8Ляю,Ци*и
Д кожуха Дйа.
Рис 11127 Схема радиального отстойника диаметром 40 м
метром 6 м, заглубление которого под уровень воды может из-
меняться от 1,2 до 2,4 м.
Перед отстойником в сточную воду добавляется избыточный
активный ил. Этим достигается уплотнение его вместе с осадком
в отстойниках.
Проектная производительность отстойника 80 тыс. м3/сутки.
Опыты заключались в изучении распределения взвешенных
веществ ио радиусу и высоте отстойника при различных усло-
виях его работы.
Для проведения опытов использовались вакуумные батомет-
ры, которые были сконструированы и выполнены для настоящих
исследований. Вакуумный батометр состоял из семи склянок с
широким горлом, закрепленных через каждые 0,5 м на штанге.
Объем склянок составлял 130 см3, а объем пробы, отбирае-
мой каждой склянкой, — около 100 см3.
В работе использовалось пять батометров, при помощи к
оых одновременно отбирались пробы в пяти вертикалях, Р
ложенных на расстоянии 6, 9, 12, 15 и 18 м от центра
Последняя вертикаль находилась па расстоянии 2 м от ст
сгойника.	пообы по
В каждом опыте (кроме опытов серии II) отбирали р £
трем радиусам, расположенным под углом 120 ДРУГ веществ
интервалом через 30 мин. Концентрации взвешенны ксторые
определяли в смеси из трех проб, отобранных в точдтойяиях от
расположены иа разных радиусах, но на равных ра
центра и от поверхности сточной воды.
170
йы
 ..	— .бор
J*??*!
—! веществ
к'.
За 1.5 « ло отбора проб батометр
п0СТуиаюшси сточной воды, а ГЖиНачНиаа« ^бипагь яп/
Л метр°м “ Й1лх°ляшей сточной ?Нта "»«ора шЖ
сточной
iTbefi пробы батометром. а выхоЖ-й ЛСЯ ’ Mo“m
^поступающей и выходящей стоДL' Че₽ез '-5 “ оЖ
inH через каждые 10 мин. КонцеятраЖ? "Разводу
у кИЯ взвешенных
>йт~к:-г~ц-
г*»
Поступающая
сточная вода
Выходящая сточ
пая вода
Время 6 ч
Сточная вода,
находящаяся в
отстойнике
Рис. II 1.28. Схема для иллюстрация методики отбора проб
сточной воды, поступающей в отстойник и выходящей на него
определялась для каждого получаса по анализам смеси трех ото-
бранных проб сточной воды.
Средняя концентрация взвешенных веществ в течение опыта
«сточной воде определялась по формулам:
в поступающей
(«г+к?+х;)+(«;+<;+*;i+<*;+«:+«;) ,ш20]
Лср ~	9
в выходящей
к, _ (к[ -ь Х2" + К”) 4- (к? + *з" 4- к?) + (х* + К? + *’1, де 21)
(>	9
где К", .. , К" - концентрация взвешенных веществ в поступа-
ющей сточной воде в отстойник за каждые^
КГ.....к;-™ же, » выходящей сточяой воде » тегоя.в-
ка за каждые 0,5 ч- поедставленная схе-
Описанная методика проведения °п ’ формул (III-20) ж
Этически на рис. 111.28, поясняет смысл
п21) •	ю ппытов) проводились при р*>
Опыты серии 1 (проведено 12 <№«	1 заглублении кожуха
Ых Расходах сточных вод и постоянном у
Од Уровень воды на 2Л ж. .	|71
12'
По ро.пльгатам исследовании построены эпюры пагп
яич взвешенных веществ но высоте отстойника для on еДе‘1е’
НЫ\ сечений. Один из таких графиков представлен на пи ^е"-
Нх гем деления площадей эпюр на глубину потока Г 1,29
числены средние концентрации взвешенных веществ „ Л|* вы-
отстойника.	0 ВЬ|соте
Графики позволяют сделать следующие выводы
1.	При расходах сточных вод, меньших проектных
70 гыс. .и3 сутки), значительная часть взвешенных всщестп
дает в осадок в пределах распределительного устройства п”-’
ника и небольшой длины после него.	отстой-
Рис. II 1.29. Эпюры распределения взвешенных
веществ по высоте и радиусу отстойника (опыт
№ 3 при Q=84 300 мУсутки Кп=283,7 лг/л
и Лв = 135,7 лг/л)
; — Л*1 = 188,5 жг/л; 2 — К?=\Ы,Ъ мг/л; 3 — Л’3=ЗО4,4 мг,.1,
4 — Л\ = 293,7 .мг/л; 5 — К*=185,6 мг;л
Начиная с Г
дит некоторое увеличение концентрации взвешенных веществ. Их
концентрация достигает максимального значения на расстоянии
12—14 м от центра отстойника. Увеличение концентрации взве-
шенных веществ объясняется взмучиванием осадка, который об-
лаком подымается со дна. Об этом свидетельствуют эпюры рас-
пределения взвешенных веществ. Взмучивание осадка, по-види-
мому, является результатом повышения скоростей течения
сточной воды под кожухом, достигающих 30—46 мм!сек. Начи-
ная с 14 м от центра по радиусу отстойника происходит сниже-
ние содержания взвешенных веществ в сточной воде.
2.	При расходах сточных вод, близких к проектным (околв
80 тыс. M3jсутки), и поступлении их в отстойник без добавлен
активного ила характер осветления сточных вод аналогичен^
му. который наблюдается при их расходах, меньших проект каК
Однако взмучивание осадка происходит в большей мере, т ти.
скорость течения сточной воды под кожухом еще выше и
гает 53 мм/сек (рис. II 1.30).	поступ-
3.	При расходах сточных вод, близких к проектны , ание
лении их в отстойник с добавлением активного ила взУ итеЛЬ-
осадка настолько значительно, что в пределах РасаР весьма
ного устройства и сразу после него осветление жид
J72
6—8 м от центра по радиусу отстойника происхо-
lllTe.ibiic. В основном пРоЦесс п
• х0Л|П во второй половине длн„' °СВетлеНИя Гтп
miiM образом, осветление вод? рад«Уса. Hoft *>Ды
?>- 11Л, происходит хуже, чем ;омКОТоРУо добаВ1ЯЙТ
и ил не добавляется. Это о? СлУчае. кОгЛ Ся а«-
। активного ила более траиспппЪЯСНяется тем Д«ТВ Воду ак’
7 При расходах сточных ВОд Р'абельн“- ° Круп^е
тыс.л^/гк«), когда скорость\хХХИиХ проектных (95
..„.тельного устройства составляет &ад “«ухом'р^
,0/	Лл»/сех-, взмучн-
Рис. 111.31. Изменение эффекта
осветления сточной воды Э по ра-
диусам R отстойника прн заглуб-
лении кожуха Л=2,4 м
I - при <2=84 300 яЧсутки; 2- при Q-
= 101 600 ж’/сргии
ве-
ра-
за-
?ис. II 1.30. Изменение средней
•онцентрации взвешенных
цеств К в сточной воде по
диусам R отстойника при
глублении кожуха h=2,4 м
Moi	м3,сУгки- 2 - при
lWle приводит к резкому увеличению взвешенных веществ вы-
первоначального содержания их в сточной воде сразу после
пРеделительного устройства. Затем идет постепенное освет-
;е сточной воды до выхода из отстойника (рис. 111.30).
°- Взмучивание осадка наблюдалось при проведении всех
гов. При малых расходах сточных вод максимальное содер-
1е взвешенных веществ смещается в сторону входного рас-
тительного устройства (входа сточной воды в 0TCT2”’mK?
"моженные выводы следуют из графиков зависим»™ *ф-
°светления сточных вод от пройденного п\ (Р
iu ЭТИХ гРаФик°в также можно сделать
•° н’абл° В пРеделах РаспредеЛИ^ЬНз°начйтельно снижающее
;|^а°людается взмучивание осадка, зя
Рагг?3601111 отстойника.	„„vamofo отстойника име-
из^Р^елительное устройство исследу тоЛЬко не улуч-
* шне сложную конструкцию, Р *худШает их. Направ-
- *1овии работы отстойника, но да .
I * '
ляющие лопатки стесняют ।. ченщ- пхидш»!
повышение скоростей течения сточной волы 'П|,('1)С1"я
лопатками и после них. Низко опущенный »В и'1к‘Рпц’ '“'"'.ц
2.4 м под уровень воды (высота прохода 3 ।	и,,	 
повышение скоростей течения сточной 1Ю\(1| 14 1 'Н
тельные скорости течения сточной волы , ,"un '"'м. д, J
'	'"> ( кожух,)М ..1,1 'ВЦ.
Д%	____.	U,'0.1e(.
Рис- ’"зг.
"енпе эффекта ос.
нетления С1йЧ11й11
ЕПДЫ э ПО радц.
сам R отстщ||1|1и
при различных jj.
глублениях рас.
пределптельняго
кожуха
/ — при
сутки Ц
1’ — при
м- 1с утки 1
.7 — при
W  сутки и

Q=87't 1
и
0-л1 ।
повышаются вследствие ее течения по радиусу. а по си
которое создается направляющими лопатками.
Таким образом, конструкция распределительного устрожь
такова, что все его элементы вызывают повышение скора
течения сточной воды и создают направленное течение внж
подгребаемый скребками осадок, вызывая его взмУЧНВр1^чН15й
Опыты серии II вводились при постоянном
воды и а	гжу ха Л, равном 2,4 В этих
ная вода о
чип перпендикулярно, либо на отпои I .
ы.1ым вычислений были построены грач ть
R} и .9 l(R). Эти графики »o3RO;1i^1' тр<'
 кт <ь нетления сточной воды по иск. 1 .еРно
.шика происходит практически pl
ным либо
По
мости
вод, что
радиусам
174
j
i:
fl
lil,
ГМ
тей
113
ной
гоч-
кея-
•си-
вУ-
nt'-
riKiiM обРазом’ м°жно считать
Ч^Г’ --и„рактитеЭ|;р==
Обработка и обобщение опитоо
Д как » ОПЫТОВ серий I „ „	' были »ылмииы
ые обработки трех опытов. рис- 1IL32 представлены
учитывая, что в этих опытах не бы пи ™
иной воды и концентрации загрязняйТнрГ41’ расходы
.'дует сделать лишь качественную оценю/ Л ’ И3 гРаФи«>в
разном заглублении кожуха под vdoh₽LP 6 ,отстойника
ЭРТИвыводы заключаются i.следующем	СТ°ЧН0Й води‘
। при максимальном заглублении кпжио „
,'ВОДРЬ, на 2,4 м после ее выхода “з'Х ДХ,™'
,„„а наблюдается увеличение средней «окцентрац^ взве'
J веществ по сравнению с первоначальной ко>ше “граций
« Анализ эпюр распределения взвешенных веществ по оа-
нусу отстойника и в особенности отмечаемое на эпюрах превы-
шение концентрации взвешенных веществ в сточной воде в от-
ельных точках объема отстойника по сравнению с первона-
j.unoii концентрацией свидетельствует о том, что при выходе
точной воды из-под кожуха наблюдается взмучивание осадка,
ле выпавшего на дно и подгребаемого скребками к центру от-
тойника для выгрузки.
Взмучивание осадка, обусловливающее увеличение концент-
ади взвешенных веществ в сточной воде по сравнению с их пер-
вдальной концентрацией, по-видимому, объясняется повы-
снными скоростями течения сточной воды под кожухом.
3.	Явление взмучивания осадка наблюдается в меньшей сте-
пи при заглублении кожуха под уровень воды на 1,8 м.
4.	При заглублении кожуха под уровнем воды на 1,2 м взму-
иванме осадка практически не наблюдается. Однако на рас-
'ЯНИИ (0,3-ь0,5)/? от центра отстойника осветление сточной
и происходит в незначительной степени. Сточная вода
ет<я В основном при ее движении во второй половине длины
>ти.
5-	При заглублении кожуха под уровень воды на 1 * про
'• осветления сточной воды идет более ста и. ' я
Изложенные выводы следуют из	^тленную сточ-
^зления и с добавлением активного ил
В приводимом сравнении трудно 0Т_ме^’уЬ^и ином заглубле-
i ; чння сточной воды в отстойнике пр ’особенностями от-
КожУха под ее уровень. Это
сточной воды из сооружения с р кожуха под уро-
Для опытов, проведенных при эаг‘^ прямоугольные формы
сточной воды на 1,2 м, характерны при -
эп юр рэсп ре деле й и я
са отстойника. u 
влияет высота
лотком.
Для опытов, проведенных при заглублении
...i взвешенных веществ
В этом случае на работу Л°Нце Pan,
отбираемого слоя сточной Вп Ст°йНикаА - ’
...  .	ды «ор«;
1	jмлении кпмг
вень сточной воды на 2,4 л, характерны трапецеил<пУ.Ха По« УПо
эпюр распределения взвешенных веществ в конце neSL
стойнпка. Содержание взвешенных веществ у повепх ДИуса от-
пои воды меньше, а у дна больше среднего содержани™
ных веществ по высоте отстойника. В этом случае ВЗВеЩен-
последнего может оказать влияние высота отбираемого”3 ₽аботУ
ной воды сборным лотком. Если сточная вода будет от?”^04'
с верхних слоев, то эффект работы отстойника будет вТЬся
если сточная вода будет отбираться по всей высоте отст?°К,1М:
то эффект работы отстойника будет меньше, чем в°ИН|1Кг|-
случае.	’ перв°ч
По-видимому, в проведенных опытах с большим заглубл
ем кожуха высота отбираемого слоя сточной воды лотком бы"
меньше всей высоты отстойника. Это исключало отвод сточно’
воды из нижних слоев, имеющих высокое содержание взвешен"
ных веществ. Именно этим и объясняются резкие скачки в со-
держании взвешенных веществ и в эффекте осветления сточной
воды в отстойнике и лотке. Этим же объясняется и наблюдавше-
еся в опытах ухудшение работы отстойника по сравнению с те-
ми результатами, которые получались в опытах с малым за-
глублением кожуха.
Следует, однако, иметь в виду, что высота отбираемого слоя
сточной воды сборным лотком зависит от нагрузки на сооруже-
ние: с повышением нагрузки высота отбираемого слоя сточной
воды возрастает. Поэтому при некотором повышении нагрузки
на отстойник можно ожидать ухудшения его работы вследствие
отвода сточной воды лотком из нижних слоев, имеющих повы-
шенное содержание взвешенных веществ. При повышении на-
грузки на отстойник более интенсивно будет происходить и
взмучивание осадка.
Таким образом, при больших расходах сточных вод мож^’
ожидать существенное ухудшение работы отстойника при оо.^
шом заз дублении кожуха по сравнению с работой его при м
заглублении кожуха. Это предположение подтвердилось
дующим опытом эксплуатации отстойника. и	. аЭр3-
Исследования, проводившиеся Люблинском станШ # п0(.а.
нин при заглублении кожуха под уровень воды на ^'ниК до
залп, что увеличение расхода сточных вод на от вЫНОса
ИЮ тыс. мл!( i/тки приводит к значительному увелич отсТойнн*
взвешенных веществ со сточной водой, выходящей * g во-1"1
на (21 ]. Затем заглубление кожуха под уровень £	пок”-’'
было уменьшено до 1,2 м. Технологические наблюл ухуДН,еН!1Я
•in. что при этом отстойник работает без заметное
Поц.
uieii.
боту
-Т0»ь
Пси
серии IV были выполнены
На рис. Ш.ЗЗ представлены
Рис. 111.33. Изменение эффекта ос-
ветления сточной воды Э по ради-
усам R отстойника при заглубле-
нии кожуха Л«1,2 м
/ — при Q-60 000 ж’/cgTKu; 2 - rpi Q-
«100 920 м^сутки
К«'1, ’
во'фд уровень сточной воды "на
ЧНЬ
>1Л 1
ен-
(’II-
юи
ie-1,
ге-
ч
e
,гЧ осветления сточной „
CS'W™.	Пр„
 ||. „можсппого следует, ЧТО 1>>|тим.„	"0~
•*:лнгм «7"'“ IV (проведено 13 опытов
«иных расходах сточных под и „«Х, “Рулились при „<
енпп кожуха, равном 1,2 м. °Я""ОМ оптимальном
Обработка н обобщение опытов
же, как и опытов серий I—Ш
J|)))bie обработки двух опытов. ’
результаты обработки опытов
!(li IV позволяют сделать сле-
гшие выводы.
। При заглублении кожуха
.J
!2я ее осветление в отстойнике
{исходит сравнительно равно-
иерно по всей длине пути— от
унт| а до периферии отстойника.
С повышением расхода сточ-
х вод в отстойнике более
1	fc тыс. м3/сутки (проектный рас-
 ход) их осветление в центре со-
.ения замедляется, что объ-
нется повышением скоростей
иения жидкости в центральной
ши отстойника и в пределах
распределительного устройства
между направляющими лопат-
ами и под кожухом).
2	. При очистке сточной воды
осветление в центральной части отстойника происходит более
интенсивно, чем в случае очистки сточной воды без добавления
активного ила.
3	- Эпюры распределения взвешенных веществ в конце ра
"У1 а (у сборного периферийного лотка) отстойника
'• близкую к прямоугольнику. Концентрация взв
ПО высоте отстойника практически	пмясаддит
Из изложенного следует, что работа отс заглублении ко-
''лее устойчиво и более надежно при меньш
А-Ха (равном 1,2 л).	(для опытов с
Рассмотрение графиков завнснмостн на 12 ж I показывает.
Ублением кожуха под УРовеньл?гДм11ЙЯ 18 м от центра от-
опытные точки, полученные на расе:	отраЖают эту об-
1п,ка (на расстоянии 2 л от его>	чаСун отстойник» Сле-
опытную зависимость для осн	2 л от стеикн от-
^•льно,- расположенный на расстоаннн
добавлением активного нла
с
стойника сборник лоток не оказывает влияния на
чк'ветления сточной воды.	nPouefl.
На основании проведенных опытов было вычиет
темне	**° отщ).
Э
где Э и Л- — эффекты осветления воды соответств₽и
выходе из отстойника и на расстоянии 1я° На
его центра.	* от
По результатам вычислений построен график завис
а2=/(с), где и — средняя скорость течения сточной воды
ловнне радиуса отстойника (рис. 111.34).	ды На по-
Рис. Ш.34. Зависимость коэффициента аг от средней скорости
движения сточной воды v на половине радиуса отстойника
/ — Сеч добавления активного ила; 2 — с добавлением активного ила
Из этого графика следует, что отношение аг в области из-
менения параметров работы сооружения, охваченной опытами,
не зависит от скорости течения сточной воды или каких-либо
других факторов и может быть принято равным 1,12 (для опы-
тов без добавления и с добавлением активного ила в очищае-
мую сточную воду).
Для сравнения было вычислено также отношение
а'. = 4-,	(111-23)
*^18
где Э' и — эффект осветления сточной воды соответственно
на расстоянии 20 м (когда сборный лоток от
сутствует) и 18 л от центра отстойника.
Это отношение аналогично отношению (П1.22), но сПРа-нН.
ливо для отстойника бесконечных размеров (в конце отсто
ка лоток отсутствует).	м0.
Для получения величин Э' и Э'гй общие опытные зави
сти 3—f(R) экстраполировались до значения /?в20 *
178
I
т
.’И
о-
пИП1»МалИСЬ в0.внимавие Данные, полученные для пер-
!'е пчД.иУса отстойника R, где процесс осветления сточной
.•ч'Т" * сТабнлизнровался, а также точки, соответствующие
eiUV 1 т01!иика 20 ж, так как они отражают влияние устрой•
*“ с\ ° прочесе осветления сточной воды.
л°тка ныекривые (пунктирные линии на рис. Ш.ЗЗ) пред-
лолУце"\0п зависимости 3 = f(R) для отстойника бесконеч-
т С в на процесс осветления сточной воды в котором
разМеР ’ не оказывает влияния. Значения Э и Эе, прини
лоТ°'; ,чеииым кривым.
по по. * вь1числений отношения а, представлены на
результать	заВисимости о'2 =f (о). Из графика следует, что
Ц1.35 в bi Д и отношения аг, в области изменения пара-
а. 
3	4	5	6 И,ми/сет
Рис. 111.35. Зависимость коэффициента а2 от средней скорости
движения сточной воды о на половине радиуса отстойника
/ — без добавления активного яла; 2 —с добавлением активного ила
113-
MII,
ибо
опы-
nine-
IK
и
'•'ростп движенияРг^еНИ*’ охваченной опытами, не зависят от
й. в среднем СТО’1НОИ воды или каких-либо других факто-
'^НОЙ 1 22 / величина отношения аг может быть принята
иго иля г» (Для опытов без добавления и с добавлением актив*
Влиян ЧИЩае„мУю сточную воду).
в От Устройства лотка на процесс осветления сточной во-
оинике определено из сравнения значений а2 и а',
А 1^0,92.	(Ш.24)
а2
^ффициент А показывает, насколько уменьшается эффект
^ения сточной воды вследствие влияния устройства лотка
Равнению с результатами, получаемыми по зависимости
J^) или Э=/Л) где / — продолжительность отстаивания
0Тст°йника бесконечных рммерок. Для последующих р«-
. 1»
uw|
wHhitb’H hi 3 I ‘'Vol •" I wiiiinm  srniit.ii » . i„
'' tu l(, bHiuuHH.m \ k.4\ii ..........................и uo.i.^v .
’ < vmunh't 40	l ( ti XHVII Mint <	1 11 1'1101 I0M|
'	'>•' i'mohIi 'x ,41141111 и |0|Г'| rdio . И
' '\i,- г\|1111ЬМ''0 nil: .'NilIHl 'Ill-dll' t H MM-llbi'i .MI1I!0|!M
?."?H illtllltl' iM’llldlll'III \ll' ( 1	<	111'00 11400 -	'1'1(01,11 (ГК-
ЧП	Mill l?|(
nidi (i)i-e
‘H	’UM«0||\
ч c ,0| 1 1.0101 11 \l II I Л VI’HHI "	II	.1
III | 1000110) I 1
.ЛМ	wvud IINWAUJWArad '	B’lj.’
П I 011
'-.():	- II ("I I ’ll	10'11
1	Ilt) 1100'0. I| I’ll.01) I!0l0(.>.	1 . -I , I
Mipt.l'iH 0|||I M’l.n.'dll \Hlil0l\10l ' U I ’III I'll.4V II .’PKliiiii'i Ilf.
•1)10 \ I'llIII.Mil'll \ 0 '0'1100101'10 1’11001’d til'd l.l|VI (jl'0 hl I IJIII0
I'l’iHikMiii Ill'll  •	FLinynd i).k)	Э
'0	1’11.011 1U0I0I  • AAOlKhlu ПН
m'li 'i 'ii’i ''I0I0I- 111’01(100» пн iiMvXil,ii?n iv.ши.mi iiv» и л I10.HMI
'Io,».) h,,11111",".1''1'’ ''H'H.jl’d J
lirr '	'	',O'll.»IV0ih>||
нм. '	I' III
1,1 O,"ll<lny.l I-IIHII !
I4l 1М||,)ц|| ।
H ’’H.iKI IIuiiih) । j millJM Hill
""lid H.
” I* 11
li'ii" ‘‘'"Ill'll	1,1 II I I'HVIImill’! .Hill
1 ’^’M'1>H	4. 41	1 3H X ) 1'мфф( гчнн
I 'К»фф< ’ll IV г I I’HIO I
hll IMiMrn n II I »l’l I
Ш(| IIIIIII Kill ’
MIHIIIII I II II i \(l I 
M- tPiih* xriw
|| | чк|(»4 > >1111 ‘If >l\‘ I I
i niinh’i •
’ll и? I >rill'lll '
кппвнгн
I |\ »ivikIh lh ‘ 1 ‘h
1001.01
1110 0
ll( HIIMhl’HS
HI I I 1Ч1Г1П
ВПНГМИЬД'
I ll I 4|l hI I ’ \
IVi> Н НГ1
,ффект» осветления сточной во,и
< сборного лотка.	*>•<<
Г1о крнпым	ТИПОВ г и у „„
J, слепы ;’ФФекты огветленкя стопой “Л*40"1 были
^«нп'л1'""СТИ ее пР'«“»>ни» .ХЛ““ "И Р»эл|„Й
ЙIЛ " ' соответствующие инн ,нЙЙ . " « "РЧеад
По рмультатан вычислений выли	» Г>Н1
Л %	н зл

20
Рнс 111,37, Зависимость вффмт. осмтлемв crow*
но ты 3 от скорости ее течет» ₽ (на половив» рамка
отстойники) при t-l ч	г«*гж
I при К.<М’ М?м, 3— при К'НОО »ц‘л
умости J -f(v) при различной продолжительности отстам*-
ш и копнен ipmuiii взвешенных веществ в исходной сточной
w около 300 и 400 MtlA (рнс. 111.37).
Зтн графики позволяют сделать следующий вывод: эффект
мботы oil гойннка практически не зависит от скорости течения
1‘МС. Ш.чШ	*♦
аы от концентрации •	окт***»’*’
при различно* ироммжи»»**» 
» пт* Т-> ч; а - ®В* **''* * ***
>ных йол< ее,™ последи**
'**/еек,	ч 0ИЬ|л>н ним
о рассматриваемых
4 * определенной

Рис 111.39. Обобщенный
график зависимости эффек-
та осветления сточной воды
Э от продолжительности ее
отстаивания t
! — rrp-t f' -200 мг'л; 2 — при
Л'.—ЭЙС мг л. ч— при К6«400 жг/л;
г — при К- мг/л
определенному отношению диаметра к глубине отстл”
как каждая серия опытов (см. рис. 111.37) соответст^И?НКа’ т*к
ленной продолжительности отстаивания сточных воп г°преде-
тельно. из рассматриваемых графиков можно сделать Сдед°»а-
выведэффект работы отстойника практически не чЯИ Друг°й
отношения диаметра к глубине сооружения, если поел НСИт От
меняется в пределах от 8 до 13. Это согласуется с п₽1.ЛДНее Из-
ей Л. А. Карпинского [32].	• рекомендаци.
По данным вычислении были построены также график
си мости Э=/(КЙ) при различной продолжительности т? Зави'
ния сточных вод (рис. 111.38).	отста"»а-
Графики позволили сделать следующие выводы.
1. На эффект работы отстойников оказывает существен
влияние продолжительность отстаивания сточной воды Су
личением продолжительности отстаи
вания сточных вод эффект работы от-
стойника возрастает.
2. Существенно влияет на работу
отстойника концентрация взвешенных
веществ в исходной сточной воде. При
увеличении концентрации взвешенных
веществ возрастает эффект осветления
сточной воды.
По графикам зависимости Э={(КЪ)
были вычислены значения эффекта ос-
ветления сточной воды для продолжи-
тельности ее отстаивания, равной от 1
до 2 ч, и начальной концентрации взве-
шенных веществ в сточной воде Ко.
равной 200, 300, 400 и 500 мг/л. По ре-
зультатам вычислений построен гра-
фик зависимости	представ-
ленный на рис. Ш.39.
Этот график отражает зависимость всех основных Фак^роп’
влияющих на эффект работы отстойников, и справедлив Д
ределенной температуры сточной воды, которая может .
весенние и осенние месяцы (сентябрь, октябрь) в средн
с€ь С Р	[32]
Исследованиями А. А. Карпинского и Т. А. ^ар^ХуПОмяну-
установлено, что при этих температурных условиях (У эффект
тые месяцы) работа отстойников обеспечивает ср Д
осветления сточной воды за год.	яться для рас
Следовательно, этот график может использов дффект ос*
чета радиальных отстойников на заданный средн
ветления сточной воды за год.
« 04eH“ p>ntti
Есдн предположить, что в	’"’«Waoe
Й„„ЯХ движение сточной воды „Z^6"0 Д^твуюш,, т
Новыми скоростями по высоте
г.,ення скоростей), она осветлят5^“”" Э™Р= Распр "
йення частиц взвешенных веществ и "№
Меняется, тс, для расчета отсХко’в X"'» Пр" эт““ «
равнение (11.24).	™в будет справедливо
г При расчете отстойников no Harnv™
.щределяются по формуле (1Ц.5). ру ке Ремеры сооружении
' для горизонтальных отстойников
(Ш.25)
для
(Ш.26)
на полов»'
где v,
горизонтальных отстойников
радиальных отстойников
<г = я»Ар;
'ср средняя скорость течения сточной воды
не радиуса отстойника.
С учетом зависимостей (III.25) и (III.26) уравнение (III.5)
преобразуется к виду, аналогичному виду уравнения (П.24).
Отличие заключается лишь в учете формулой (Ш.5) в не явном
виде влияния турбулентности потока и других факторов, кото-
рые в формуле (11.24) учитываются коэффициентом Ki. Обычно
влияние этих факторов в формуле (Ш.5) учитывается путем
принятия уменьшенной нагрузки.
При расчете отстойников по методу проф. А. И. Жукова [20]
длина (радиус) отстойника определяется по формуле (Ш.7).
Как правило, при расчете отстойников наибольшую величи-
ну составляет длина 4- Если длину (радиус) отстойника опреде
ять в долях от /2. то формула (Ш.7) также преобразуется к
^~лл(я ‘о^еделеиия длины »тс= по
проф. С. М. Шифрина [50] также преобразуется к ду УР
Н||я (11.24).	данных полученных по формуле
Сравнение расчетных данных» у „женин показыва-
^•24), с фактическими данными рабо Таким образом, полу-
ет> что значение коэффициента Ав- • ♦ /падиус) отстойника
^ется, что вычисленная по формуле д За счет коэффиииен-
’Величивается (исправляется) в *• црПавномерностыо течения
3 Это нельзя объяснить лишь неравн^ Р^ „
т°чной воды (работой сооружения не ьную велИчину сви-
расчетных данных на стол пясчстя-	w л.
,,тельствует о несовершенстве мето Р чиой воды в
Ряд авторов неравномерноеп. ««« , знзмеквтель Фор»^
пытаются учитывать пет Д' пользова""«
24) коэффициента обгемноео	езу.,ьтаты p««
*"«иеита К,) — Коб=0.35': 0Л ЧР"	IW
Рис. II 1.40. Зависимость длины
горизонтального отстойника I и
продолжительности отстаивания
городских сточных вод от глубины
Н сооружения по формуле (Ш.7)
при эффекте осветления 3 = 50%
iu.? — по данным МИСИ)
/ — зависимость г от Н; 2 — зависи-
мость I от Н
не изменяются, но теоретическая строгость а,
кыегся.	°РЬлУлц и
Коэффициент Л1 можно рассматривать как вс	Ру‘
га активной работы части длины отстойника ВпДИЧИнУДля^.
цнсига в знаменатель формулы (11.24) Может п?Ие КоЧЛи'
нано только как поправка к скорости движения X Tb ИстС'
В зго.м случае требуется одновременная поправка и °й «одь
отстойника, так как увеличение скорости движениа На ГлУбинС
ды может быть вь13в"“ч"»й »о
ооратно пропорц,’<ИьКо
меиенпем глубины	«з.
Но поправка на глубш™ "*’
ника в формулу (Ц 24/ °Тст°й-
дится. Если же ввести по-
правки, то они сократятся и П°'
равномерность течения L Не’
воды будет учтена только S
чеиным значением вертикаль^
турбулентной составляющей ско
Рос™ вследствие увеличения
продольной скорости движения
сточной воды.
Несомненно, что способы уче-
та неравномерности течения сто-
чной воды в сооружениях более
совершенны в методах расчета,
предложенных профессорами
А. И. Жуковым и С. М. Шифри-
ным. Они учитывают действи-
тельные схемы течения сточной
воды, которые зависят от конструктивных особенностей и раз-
меров сооружений. В то же время следует отметить, что раз-
меры (длина или радиус) отстойников, вычисленные по этим
методам, получаются меньше размеров ряда эксплуатируемых
отстойников, которые работают с эффектом, равным расчетно-
му (рис. 111.40).
При использовании данных о кинетике осветления сточных
вод в состоянии покоя, полученных в сосудах малого диаметра
и высотой h = 50 см, результаты расчетов получались более оли
экими к действительным.
Из всех методов расчета следует практически прямо ПР°^П.
циональная зависимость продолжительности отстаивания
ной ^ды и Длины (радиуса) отстойника от его глубин i ..
рис 111.40). Между тем опыт работы действующих соору
не подтверждает этого. Не подтверждается это и Данн п0К0я.
должительности отстаивания сточных вод в состояв лказь1'
менно потому, что эта зависимость проявляется елаi >	с0.
ается целесообразным проектировать крупные и глу
(84
^отстаивания сточных водР цКТИЧески ГУ же прот
"фениях- В частности, при ппое? ” В Маль1х и Henyfii?*1*41’'
Сйников диаметром 54Р“ ВроектиРоваии|| ноИвыхГпУб°КИХ со*
^кой станции аэрации (Моекм“ *» Скури*
.дедуюшпмп причинами.	ТОДов Расчета объясняется
l’ go всех типах отстойников практик
ное движение жидкости. ДажеР за nPeaenZyTCTByeT рав^
потока в действующих отстойника S М” 30ны Расшире-
х одинаковых эпюр распредХш" ПТ’0-*”0 обнаРУ*ить
«„ „о глубине потока п с™ ”р
,«« PaCTMF...... "хола «очной НОДЫ В сооружение Изм.Т""'
.«отелен течения сточной води, проведенные i Измерения
& в последнее время, показ;?™.X"« "’„Хов ““S
ВОДЫ В отстойниках характерно преобладания «тХ сточной
«ых пульсации. Масштаб их соизмерим и даже близок кТчуби-
11е самого потока жидкости. Пульсации потока жидкое™ харак-
1ср1,дуются низкой частотой и большой амплитудой. Такой поток
сточной воды лишь приближенно можно рассматривать как ус-
тановившийся. Таким образом, теоретические предпосылки опи-
санных методов расчета, основанные на допущении, что поток
сточной воды равномерен и установившийся, являются мало-
обоснованными.
С учетом изложенного весьма важен способ учета влияния
турбулентности потока. Вычисление вертикальной турбулентной
составляющей продольной скорости движения сточной воды по
формуле, справедливой для равномерного движения (ю=0,04о,
как это предлагает проф. С. М. Шифрин, представляется весьма
спорным. Предложение проф. А. И. Жукова об определении вер-
тикальной турбулентной составляющей скорости движения сто-
чной воды по экспериментальному графику справедливо лишь
для очистки сточных вод, с которыми выполнялся эксперимент.
8 подобных экспериментальных данных всегда отражаются яв-
ления агломерации взвешенных веществ, обусловленные Р-ны-
ми причинами, и в том числе их свойствами.^ Р** ПП1ИСХО.
"очных вод в непрерывно действующих отстойниках происхо
Мт два процесса, влияние которых невозмож сти пОтока
ментально и разграничить. Это яДденЛ” туР„„х п1драВлических
«агломерации взвешенных Be^ecJ®'J наруШать агломерацию
Режимах турбулентность потока мо нвДение СТОЧной воды
Решенных веществ и влияние ее иi	_ ем воды в состоя-
WeT ухудшаться по сравнению с ^таиванием^ взвешенных
""И покоя, а при ДРУгих-_улуЧгпб1твовать интенсификации ос-
веществ и ’влияние ее будет ^oc0n6oTB°®^ с отстаиванием ее в
ветления сточной воды даже по ср
^стоянии покоя.
13"1314
185
IВложенные методы расчета отстойников эту сопл
влияния турбулентности потока и агломерации взвыл К^п,,ОсП>
ще«, гв вообще не учитывают (15].	ше,Ч<Ых
Рассматриваемые методы расчета практически не
особенностей осветления сточной воды, обусловленныЧИТЫВа,0т
нисм содержания взвешенных веществ в процессе от Иамене-
Для осветления сточной поды в состоянии покоя и?«!,а“Ия-
никах харако рны две области. Первая область (кривы °ДСт°й'
и «е Од На
Р**с- П1.41. Завн.
симость эффекта
осветления сточ-
ной воды Э В Со-
стоянии покоя I в
в отстойнике 2 в
летнее время при
h=4 м и ./((,«
=200 мг/л от про-
должительности
отстаивания t
рис. 111.41) область интенсивного осветления сточных вод, ха-
рактерная дли начальной продолжительности отстаивания.
Н зюй области осаждение взвешенных веществ происходит в
спз ценных условиях н сопровождается гравитационной коагу-
ляцией. Вторая область область слабого осветления сточных
»и> |, характерная для конечной продолжительности отстаивания.
В ной области осаждение взвешенных веществ происходит сво-
бодно; слабые явления коагуляции обусловлены физико-хими-
четкими свойствами взвешенных веществ, которые при опреде-
ленных гидравлических условиях могут интенсифицироваться.
Для каждой иг утих областей свойственны своеобразные кри-
вые М1НГ1НКН осаждения взвешенных веществ.
Расчеты отстойников ио описанным выше методам предпола-
гают подобие (равенство) осветления сточной воды в состоянии
нокоч в в отстойнике соответственно при продолжительностях
огсглнндния (ем рис. III.-II)
(Ш.27
iv и С A i ~
Расчеты показывают, что при указанных продолжи****^
стих отстаивания осветление поды в состоянии покоя
область) н и отстойнике (вторая область) происходит в р
областях. Поэтому упомянутое условие подобия не
татм'я оСмк нонпнныы (по аналогии; гидравлическое
ается, сын модель и сооружений
течения жидкости, хотяinnv™ Работаю, пои ,
именно,™ о6ъясняе₽>«	-н.
Частично это отличие объясняется tv^
oi воды в сооружениях и разным?^ент,,0СТь» теЧСиив
3, е различном продолжительности^г"”МИ Koa^i
Учитывая изложенное, нельзя счнтити Л Танваиия-
;ние методы расчета.	ать об«новаНиым„ „ 0|w
и Новый метод расчета горизонтальны!
и радиальных отстойников
Предлагаемый метод расчета основан на Urnn,
•щмости отношения эффектов осветления ctoS3^3""1* За'
ройнике и в состоянии покоя при одной и той же пЛ™В °7'
(«ости отстаивания и глубинах сточной »од„.
„ названо коэффициентом полезного действия отстойта
;]]. т. е.
к.п.д. =ЭН/ЭИ.	(111,28)
Коэффициент полезного действия отстойника можно рас-
аатривать как отношение удельной работы, выполненной им
й определенное время, к удельной работе, которая могла бы
;4пь выполнена отстойником за то же время, если бы он был
мне совершенен (удельная работа — произведение веса уло-
женных нерастворенных примесей из единицы объема воды иа
ль, равный глубине отстойника, и время, равное продолжи-
мости отстаивания сточной воды).
Если расчет по формуле (11.24) основан на сравнении про-
аджительностей отстаивания сточной воды в отстойнике и в
стоянии покоя, определяемых по графику зависимости Э“Ц/),
направлении, перпендикулярном оси ординат, то расчет по
Разлагаемому методу основан на сравнении эффектов осветле-
сточной воды в отстойнике и в состоянии покоя, к0Т®Р“е
Оделяются по тому же графику в направлении, перпен у
*?ном осп абсцисс (см. рис. III.41). ~в_,ЛО „тм-уших
Новый метод расчета лишен ряда недостатков. присущих
зрым методам.	„,^™аияи покоя
Эффекты осветления воды в отстой*’^5^в.,енвя коагуляции,
«ввиваются для условий, равных дл	я	воды.
* как равны продолжительности отст сПЯ||ОЙ воды в от
^впиваемые значения эффектов осве о,йМковым качест-
•вннке и в состоянии покоя относя _ областям слабого
”ным областям осветления стоЧИ® конечного периода
Зления сточной воды, характерным V»
Одним из существенных достоинств
п п отстойников по результатам
иоеделс»',й *,„ня осветления сточных вод^.
,жность <”‘Ре;10ДеЛИро»‘и ’’ покоя. Это позволяет прои3.
,Н”М Хп»”ссК0Г°.ч воД в соС‘ я очистки сточных вод без пр0Ве.
1СХ“ пня ci°’”” тОйников Д-ПЯ ? а сооружениях (см. ниже)
Ctа1,°* расчет <’TlT исслеДова”И‘л11ика может быть найдена нс-
............................................
дидиспср<”их в3	Эио-
э"-
I

С умном изложенного
(Ш.29)
»ср — w
к. п. л.
u4i
At
«о
^Ср
«о
Таким образом,
к. п. д.
W
иср
(111.30)
Принимая приближенно
О, Обе
W - -
/(об
и учитывая зависимость (II 1.29), получим
О, Обе
к. П.Д. 1 ~~ -----а"»
Л о Г) ^(1
где К„г, - коэффициент использования объема отстойним.
Из формулы (1П.32) следует, что к.п.Д.
сит от гидравлических условий работы юоруж ,
взвесей (и0 и Эм).	„к-гя той. даже
Полученная формула (111.32) не дает P^J*^ уче
близких к фактическим. Это объясняется несовер	изве-
та влияния турбулентноеги потока на скорость о
шейных веществ, их агломерацию и др.	е допуш6'
При выводе формулы (111.32) были приняты с Исполь’
ния, которые приняты в методах расчета отсюи» ует о в03’
зовамнем формулы (11.24). Изложенное свидете;	формуле
можных существенных ошибках и при рас'4
Величину коэффицнепга полезного действия отс1 _е3ультя’‘’®
жно определить экспериментально. На оС,,ОП<1лиЛи вычис-'*^
проведенных исследований значения к. п-Д- ’..пжнтеЛ^^
для радиальных отстойников при различной iipc^ npj '.
отстаивания и различных значениях Ao- J,|a так*е
лись но ।рафикам (см. рис. 111.22). Значения
18Я
(1П.31)
(111.32)
мались ПО Даиным экспериментов «п
увеличивались на 5%. Таким образом^™ рас’,етов к.п.д онн
едены к тем температурным устовЛ’м ^овНия Э« были ппи
“Яцев). „РИ которых были „рУ X, " О(“-25”С "еX
,»дь> „ состоянии покоя. По реоультX “ "°
роен график зависимости к.п.д ~ Счислений был пост-
J(t), который представлен на
piic. 1П.42.
Из рис. 111.42 следует, что
к.п.д- отстойника зависит только
оТ продолжительности отстаива-
ния воды в отстойнике.
С достаточной точностью для
практических целей зависимость
к.п.д. отстойников от продолжи-
*.пЛ
Рис. Ш.42. Зависимость коэф-
фициента полезного действия
отстойника (к.п.д.) от продол-
жительности отстаивания t
сточной воды
тельности отстаивания сточной
воды можно определить по дан-
ным технологического моделиро-
вания отстаивания сточных вод в
состоянии покоя. Для этого, од-
нако, необходимо иметь не
менее двух экспериментальных кривых зависимости к. п.д.=ДД
для сточных вод.
Для определенного типа отстойников, работающих с одина-
ковой скоростью течения сточной воды, к.п.д. зависит от
свойств взвешенных веществ и продолжительности ее отстанва-
Рис. 111.43. Зависимости эффекта nn.P3H01u -----------
» состоя „око» 3 я
ника (к.п.д.) от продолжительно	й . г-то *>'
« — /.«); б- к.п.д.-МП:	вод. к- п. Д- которых
ниоочнсткн конверторных цехов,
подлежит определению
_л .-прчеет что взаимное рас-
Таким образом, из изложение>го с*Д> к.’п.д.=Ш) « так”х
положение искомой кривой зав! других видов сточных
*6 экспериментальных кривых для двух ДЮ
осветлення сточной жидкости
— полезного действия отстой-
»н> 1 должно быть аналогично взаимному расположению „„
<(ВИси.мости 3---f(l) Д-пя тех же трех видов сточных iuL рИвы*
ченны.х по данным технологического моделирования освег"^’
<точных вод.	Ления
На соответствующих графиках (рис. 111.43) показаны
риментальныс кривые У зависимостей 3 = f(t) и Кп“Эк^-
радиального отстойника для бытовых сточных вод и анат
ныс кривые 2 для сточных вод газоочистки конверторных и7’”’’
Для сточных вод одного из Производств была построена
опытным данным кривая 3 зависимости 3 = f(t). Кривая 3
симости к. п.д.-f(О Для радиального отстойника при очХ"’
этих вод была построена по значениям к. п.д., вычисленным пп
различных значениях t по формуле	₽и
к. п. д.
3 ___$
к. п. д., + (к. п. д.2 —к. п. д.,) ~—L
Э2 — 5/
(Ш.ЗЗ)
Индексы 1, 2 и 3 при значениях к. п.д. и 3 показывают, ка-
кому номеру кривой эти величины соответствуют.
Расчет отстойников по предлагаемому методу выполняется в
следу ющей поел е дов а тел ь н ости.
По кривой кинетики осветления сточной воды в состоянии
покоя в сосуде глубиной, равной глубине отстойника (методика
построения этой кривой изложена на стр. 168—171), и зависимо-
сти для к. п. д. (методика его определения изложена на стр. 191)
строится кривая кинетики осветления сточной воды в от-
стойнике. По полученной кривой и требуемому эффекту ос-
ветления воды определяется продолжительность отстаивания
сточных вод в отстойнике. Затем определяются объем и гео-
метрические размеры отстойника при соблюдении условий:
£>/// —8:-13, v=3 : 6 мм]сек\ (?1 = 5-к-10 л/сек-м.
По результатам исследований, проведенным А. А. Карпинс-
ким и Т. А. Карюхиной, было установлено, что эффект осветле-
ния сточной воды в зимние месяцы (ноябрь—декабрь, январь-
апрель) на 5% меньше, а в летние месяцы (июнь—август) на
5% больше, чем в весенние и осенние месяцы (май, сентябрь,
октябрь) [32].

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОШ РАСЧЕТ. СВОДНЫХ „Отто,
Важными элементами отстойников, песколовок н други, Со-
„ружении являются сборные лотки, которые служат мя „пюда
дачной воды из сооружений. Правильное конструирование их в
гидравлический расчет способствуют повышению эффекта рабо-
1Ы сооружении. Гидравлический расчет сборных лотков заклю-
чается в определении их размеров и построении профилей сво-
бодной поверхности сточной воды в лотках. Гидравлическим
расчетом сборных лотков определяется также высотное располо-
жение сооружений на станции. Последнее, как известно, сущест-
венно влияет на стоимость очистных сооружений в целом.
Сказанное выше побуждает искать наиболее совершенные
и достаточно простые методы расчета сборных лотков отстойни-
ков, песколовок и других очистных канализационных соору-
жений.
Одна, а иногда и две стенки сборных лотков являются водо-
сливами, переливаясь через которые, сточные воды поступают
s лотки, отводящие ее из сооружения. Вследствие непрерывного
притока сточной воды по длине в сборных лотках наблюдается
движение жидкости с переменным расходом (массой) вдоль
До недавнего времени расчет кольцевых лотков производил-
(я по так называемой фиктивной скорости Пф в	‘R .
"ИИ лотка, которую рекомендовалось принимать равн
0,4—О А г»!ср ir	а
Площадь поперечного сечения лотка определялась по о)
чуле
(IV. II
со— —,
«♦
гДе Q __ расход сточной воды в к0’’*ч”°о<Л^^н течения жид-
Этот метод расчета не учитывав	проверка, приводят
*°сти в лотках и, как показала специальная про и
11 завышению их размеров [38]. __ышсния жидкости гидравли
Строго отвечающий условиям Д	произведен, осиовы-
Че<*ий расчет сборных лотков может оыть р
0t »
(Г \l’
’•*". 1чч .л
pi I JlHI >'l ' <ll4H iMHItll \l «I I I f| ! I. I ,n IU11), (	(
Hllil.flllll t|\ I HUI H-f.lll.l I fillll >|| |>u M| „	, u (()
Hllll । C >\«l 1,1 ’ I "<> '	/’ |l  II (
\ Illi ll'lhl ‘Il 1 'I ' I Hill II I >> I II II I I	>1 (It > I ,,
•() I ‘HI HU'lll И <(»	' "/) I Illi.fill Hr r| || , .(|1 „I,'.'
I,,IH 1 ' ""I fill! >1 ‘II'Jiii
II.....Hill I II Hi HI l> hl III 11 Hill l<l,||l||,	ni,,!,),	,	,
i	llllll .
" ""l" "	1	'	" I’MOKUI II Itiinitiit
» ’*
hi
1 »HI II .ц| |. ।
‘llllll th ,,
llllll.Il,,,
«1‘llinl I | (
^‘H'4 H J|||(| i
‘	1,1 ИНН II,.,
Ill ‘I PHI
'•	oil
'I и 1цц,1 , , ,,
' '’'"ll'll. I l.i и II III
* I 1 'I । И I |!
И И • tlfll J,
I 11 •! i nil
• Hl I u I tl
" / 11 I! i l;t,
•HVd UH
ywiswd u))() ,i.
;ИИИ«М.) WQW4&WH(JU/w,i,H/d
? I ' I I llllll г
Ulfffll I I,1 <( llnll
l^'illll I / IH 1( (J п ( I
111'4 f
(J'ai)
1	l4)U	1	
	/1 •" op	t'llp 6 1	
Ct * -гоя»иая интегрирования.
Постоянная интегрирования определи,
д при /том из выражения (IV ,3) полГЛ И3 условий Q = Q?
С,
6ft, 2 1‘
Н(,д< «являя уравнение (IV.4) в выражение (|V.3)
ог ^Л. i.ebihlhi
4 \ ' '2 {h^'h Y
когда Qo-0 и dQlds>0,
(IV.4>
• получаем
(IV.5>
Уравнение (1V.5) при-
дан случая,
)нан вид
7 |/	le "**«'•*'>’	(1V 6>
;Д<! S
h и Л,
Q »| Q.
рис»тонкие or качала до первого сечения лотка;
глубины сточкой жидкости в сечениях соответствен-
но / -/ и
расход жидкости н сечениях соответственно 1—1 и
2 2 (рис. IV.1).
Риг, IV.I. Форма гаоПолноЛ поверхности а лотке
....... сечение выбрать и
“’’личику х (), то уравнение преобразуется
„• 21+с,	”V7>
НЛЧ дй» Л,
11,1 йипч глубина потока п ,,,,чал^^вобстдный излив жалкости
К”| да к копне лотки ,|аблк‘да1'Л.та ЛкР. определяема'’ уг-’В-
। ^гакаплннаетея критическая глубина м.
Ншсм
Л, Л„|(
(IVJ*)
а„|к,„„е (IV.6). е учетом уравнения (1V.8), преобразует
ду 1'4'11 « = ,Ь	Уетс’ки,.
где Лнач 11
Уравнения
Рис. IV.2. Формы поперечных
сечений лотков
(IV.ll)
S -	у/
I 2fl	(IV.9)
а уравнение (IV-7), с учетом уравнения (IV.8), преобразуе
к виду:	_	> Тся
^нач ~~ ^кр 1 3 ,
(IV. 10)
кр- начальная и критическая глубины потока w
кости.	ЖИД-
(IV.5), (IV.6) и (IV.9) позволяют строить кривые
свободных поверхностей жидкости
а уравнения (IV.7) и (IV.10) — оп
ределять глубины потоков жидкос-
ти в начальных сечениях лотков, ра-
ботающих с переменными по пути
расходами жидкости.
Для лотков с профилями, пока-
занными на рис. IV.2, при глубине
потока h—h0 решение уравнения
(IV.2) выполнено Д. М. Минцем
[38]. В этом случае
, СО—(1)0 JL d(i>
h=h„+—r-, dh = -,
где соо — площадь живого сечения потока, соответствующая его
глубине h0.
В итоге решения уравнения (IV.2) для этих профилей полу
чаются следующие формулы:
о
<> о ^кон j_ г ч2
“нач = 2 ---- + '<ОИ ’
нач gO)K0.l
и при h2 =-- Лкр, (Окон = соКр	_
СОцач ~ 0)кр V 3 ’
где ы,„. Мкоя и о,кр - площади ^“^Хой и к°ри™«“8
щие начальной, конечпм
глубинам потока;	лотка.
— Расход 1К11ЯКГ,СТИ в тков рекомеял»'
Проф. С. В. Яковлев для Ра"вт?^би°?ГуПЗЛ)°Олнак0^бмее
вал пользоваться уравнениями (IV.1 )	( пользоватьс т
чета лотков прямоугольного сечения	которые вы
простыми уравнениями—(IV.7) или (
из уравнений (IV.12) и (IV.13).
(IV. 12)
194
Значительно более сложной задачей «»
(1(ЧеСКИХ сборных лотков форМЫ( ^ичноП: Расчет призма-
1сй. Р,,с- IV.2). Для общего случая ля-дго И от пРям°Угольиой
ровное уравнение с переменным по пупГояатических лотков
С11Х пор в явном виде не решено. В CB„ ” ? ХОДОМ ««Дкостн
Особого внимания предложение П Г Е НМ, эаслУживает
toTKOB, работающих с переменным'по’пути (34] 0 расчете
;0 методу «конечных разностей». у Расходом жидкости.
Пренебрегая величиной i„0T ввили и,™
ческих сопротивлений, уравнение (IV 2) в оазХТй Г’Дравли"
кет быть записано в следующем виде: J ₽азност«ой форме мо-
‘>ср-ЧР92% ’	(IVJ4)
п <оср- средние значения ширины по верху и площади
живого сечения для расчетного \част Аг
Д/г — приращение глубины потока.
Много проще производить расчет лотков по значениям ы. В
ill для конечных сечений каждого из расчетных участков. В этом
случае формула (IV.14) может быть записана в следующем виде:
+ Дй,	(IV. 15)
igd)3 — kqtoQ
де 5,p
де значение k^2.
Следует, однако, иметь в виду, что при Й2=Лкр расчет следу-
ет начинать со значения Л>йкр, так как при h-h^ dhlds=oo.
Как отмечает П. Г. Киселев [34], изложенные выше методы
расчета лотков, работающих с переменным по пути расходом.
<надо рассматривать как приближенные решения, нуждающиеся
копытном подтверждении».
2. ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ПРОВЕРКА РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ
Экспериментальному исследованию были подвергнуты \Дор
“ь,е кольцевые лотки вторичных отстойников д”а“”р '
Jсборный кольцевой лоток вертикальной песко	>
'-«Курьяновской станции аэрации^Москва^ к Г 0ГСТ0ЙКНка
Исследования работы кольцевою лот 'конце лотка
ЫЛИ выполнены при свободном изливе * ее создавалось
при различных условиях подтопления. " каМИ работа лот-
1 стеснения сечения отводного дюк р устройстве водо-
а Другого отстойника была исследов а^оты кольцевого
'Ива в конечном сечении. Исследовани р условии подтоп-
ка песколовки были выполнены только при у
’Р|,ия в концевом его сечении.	местах, где поток жид-
В исследуемых кольцевых лотках в
расчета
стороны I» местах, противоположу
и1Ч.„ « Р;’ ’"”,епепемычки и исследованию ПОДВе
в	лотков от перемычек. ..
• uvjvk хк * 1Отько по- мест излива.
ись Р-^'^' ячся нул,о\жя производились съемки
еточвоп воды, а
лотка одиого ”
с»н "а данных с теоретическими метода»,
ТыЫ™“ авесены также данные расчетов-. г„.
1 па график «ы-п	ш
’ ГД' ₽>ч£
рр°филей
Так*е и3.
ОТстойни-
'/паяния
^счетные ^2 3
mow и
$
i = 0,000251
?23	7,23
О G • С. fill -fc- и» го	t> ► м ♦ О 1	1 i	1	j Qi » <Л
W3 ?23
6	7 в 9 If
7,22


Рис. IV.3. Сравнение опытных данных, полученных при работе
одного из отстойников, с данными расчета для определения глу-
бины потока жидкости
™ по^ь	Z’=W1 МЗ,СеК М Т
муле (IV.15). при	.. ',i,	~ ривая' построенная по фор-
те (1V.6). прн «»11О1г>9Г и',',>. и ’- *Рнвая- построенная по форму-
(IV.161- /V . кппдчя' „12* А 'и *. Учетом потерь напора по формуле
- Данные опытов при	формУле <IV.1S). при 9-0,00291 м^секм.
} — данные оагчетппРп» ж	м> 2 го же« при <7=0,00267 мл/секм;
тер;> напораРпо форм-ле^НУ'io-(?’ И,) прн '/=”.0”291 м'/сек с Учетом по
при < = б»ХРУ1 м L 1 • Х	Данные расчетов по формуле (IV.9I
ные расчетов но фопм\п7н°\/ i-,,?1ерь напора по формуле (IV.I6); .5-дан-
1!^нве жидкости «к ?п?Пе	при о=-0,00291 м^секм (при свободном
‘-дайны;васче гf°TKa); Данные опытов прн /7-0,00291 м^м;
»<лерь напора п‘У<>р",у(2V-7) ПРН '/-”.00291 м^сек м с учетом
при ч = G/XI29I и’тЛ ЕМ.УЛС ,G': 7» — данные расчетов по формуле (Iv.bl
«•-/с р.-.’четоч нл Нин. ' хч?.г,°.^ пп,еРЬ напора по формуле (IV.16); 9-дан
;<Tfc3t ^Ти.1 ПО формуле (IVJ.J прн //^о,(Ю291	(при подтоплении
ли 7)» кри0Ь1е
бины й,вычисленные по формуле (1V.10) или ( jy gj, ВычИ'
свободном поверхности — по формуле (IV.9) илИ I Тстойник°®
еденные глубины h по этим формулам для л0ТК° на величий
увеличены на величину потерь напора и уменьше & коНце л°*'
превышения дна лотка в данном сечении над ДН ^иЧине сг°’'
ка (исправление на уклон дна при значительно!
1М
|j.ii исправления сделаны потому что указании» ж™
||ТЫвают влияния потерь напора и уклона пна1	Г ”е
, при условиях 1=0, 11К1Т = 0). У	д а Вивол формул
ПоТерп напора для указанных целей определяли по формуле
с-=~^Р-,
п
Qskii ~ Стр Н' 0,5 ql.
(IV. 17)
(IV. 18)
№ ь <ocp и /?Ср площадь живого сечения и гидравлический
радиус, вычисленные по средней глубине по-
тока жидкости на участке от рассматривае-
мого сечения до конца лотка, т. е.ЛгП= /|-^/>кон
р 2
(см. рис. IV.1);
I — длина от рассматриваемого сечения до кон-
ца лотка;
Qip — расход жидкости в рассматриваемом се-
чении;
п = 0,014.
На графиках были также нанесены кривые свободных по-
рхностей, вычисленные по методу «конечных разностей»
формулу (IV.15)].
Из графиков следует, что применение для гидравлического
чета сборных лотков формул (IV.6), (IV.7), (IV.9), (1V.I0)
IV.15) дает удовлетворительные отвечающие требованиям
ктики результаты (см. рис. IV.3) и они рекомендуются для
пользования.
При этом следует в необходимых случаях результаты, Полу-
нине по этим формулам, исправлять на величину потерь на-
fa и уклона дна.

литеFAlУРД
гт	aMt /л/бвмсИВ АЛ и;м*ре«яя расхояв
« «дег4ф«*> ♦♦-гни*.** , !/Л, M t
О ас/♦$***** it рв<дсда ир* м/^«еим« «з вся дина. В
<гадж*В*. i о*	f. UC7.
J у й ч * * г и И И *< Ис**я св<^*к* у;* алеимя ссаджа
** дом<тих <<•**#*/ «Жмдаш.М'х я моямуаалмй&е
! < JK*c Уурк*м^*«я сг*шаяя з'фвции. «Городедее
И И и w
гий А Р
С /А $ ВНИИ
ч *< i. и и и Й М	й
и	hJ >и«о>^ММ4НМИ
* й J •> й о h
о И<МВ	~ .
н .1 ч а 1 / В
НМД	Л *фЪД» 4* « И
н а н ч й *•
р	I 4pHx4UfAJlbHlJi‘
Л	Ol|p*7lfe/i<rH№
Пчлнче 1<>брйщ<и
Н/рН 4QH I .ЫГИьЬ	И
II	И и в С, Я КОРЛ
и
н р И, Д,
i Н I • . j  • !И<	 Г Л	ч
оптоЛнина	1“ «
ПН*»
И
И
♦‘
н
I
t
г
I * н Н 	/1|«|  • flfl || |ii Ни lilt | Hl 1 I 11 Iidini 11*1 III I II LI X L I II Г1II Ы I
H ..................  Ihhi i • и iii и .ip и 11 । i |Hi • N <», ГнЛ
। I II II	и ip । ।	। и ti. «|| к | к 11 u i n< Hi । | 11|>* и < Liu a Hi i >1 'К И 111 h । (j
.	...... Гг.| G 4	rl|
I it । И । | < И к I । > L I II I i и 11 । 11 tip' и инн | i>|>H Lili I l llilU I X ।
 HU |l  ><H|i I OpH l>i I < Hili	PU, 1	j\.. I|
 h II I I ) I II I I' •	III' I I <11 III I >1 I | Illi I МП 11.» II It I I II I I II H’M t
pl |>| I \. I i I Illi III К. II. I I nil № I ( 4 MH ’•» I ill Ml К’ I VIII. N-’ It |'
II III I I b I I I II Л I *>lli I P\ lipiiPilltlli 4»pilp\«Mll II- h'»1”
i ............. I	,. »l |l . ИНН II | III. Ill illlllH HLIII 'I Illi II ”‘llp”M
! II II I l« '» I I I |l Ip 11*4 II'K . hill III . I|r'|l»n Hill I » нор II LI \ (
Il • HUI I I I  *|I II III,  Hl II III 1.1 • 'И I III H • I I llllll I II'I M\ b *1' I I P‘ 41
, .	. ГМ I
I It I  I I I I|jp • HU, Bill.*. |I||H>B III»; lh"| h-p h IHIPI II*
H •		l.q. , ip mi. tiitii iIhi im uni ht lllh M I»” IL' tt»‘ H’
, t. .... «Hut. I'llb. N« '
\	\ li о i । Г I к ip in iikii । miH p ii‘h г h.’in i lit» HiU”1* t
U ' 1'1 (‘I r IH. .	|
1,1	\	xil 1. I................I	pu inti i I It ULI x III’, ho iHiioh | l|»HM 5VXIU \
• Л” I I »l I. Mt x H ‘1’1 I Г»
\ I P I II It <4 I \ III 11 p»l* llllll* |ф||к h I n»UI L ‘H V 1
I PI .	... •'. И|ЦЬ|| P 1ЦНН • |l” Al‘* II .Н'Чч*Н1П‘ II X »U««
II .1	\	\ M u n Ц I
.. .И t” -• ”1 ................................................
M l|.>.	..114 I -I” Д1.1 t ni HHHC'L* • II HP*'
ОГЛАВЛЕНИЕ
С”д.
Предисловие	3
Гл	ава I. Расчет и основы конструирования решеток .	* . .	4
1.	Общие сведения о решетках..................................... 4
2.	Расчет и основы конструирования решеток .	7
3.	Расчет потерь напора в решетках.............................. 11
Глава II. Расчет и основы конструирования сооружений для
улавливания песка.................................................... 17
1.	Содержание песка в сточных водах и классификация сооружений
для его улавливания.................................................. 17
2* Расчет и основы конструирования горизонтальных песколовок .	33
3.	Расчет и основы конструирования вертикальных и тангенциаль-
ных песколовок....................................................... 67
4.	Расчет и основы конструирования аэрируемых песколовок ...	75
5.	Расчет и основы конструирования гидромеханических систем уда-
ления осадка из песколовок ....	........... 104
Глава III. Расчет и основы конструирования первичных отстой-
ников .............................................................. 138
I.	Общие сведения о первичных отстойниках и методах их расчета 138
2.	Отстаивание сточных вод в состоянии покоя................... 149
3.	хИетоды расчета горизонтальных н радиальных отстойников .	.	170
Гл	ава IV. Расчет сборных лотков канализационных сооружений 191
1. Теоретические основы расчета сборных лотков................. 191
2. Обобщение результатов исследований и проверка расчетных
формул	............... 195
Литература	...	198
Яковлев Сергей Васильевич, Калицун Виктор Иванович
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Сгройиздат
Москва, К-31. Кузнецкий мост, д 9
Редактор издательства И. П. Скворцова
Внешнее оформление художника Филимонова
Технические редакторы Н. В. Вы сотни а и В. М. Родионова
Корректор Е. Н Кудрявцева
Сдаяо в набор 24, XI 1971 г. Подписано к печати l/III 1972*г. Т- 04906
Бvмага 1	— 6,_‘5 бум. л. 1-Л пе*. л. (уч.-изд. 12,40 л.)
Те раж	ihj Изд .V> AVI-1477 Зак. М 1314. - Цела 62 коп.
Вл ад а мирская типография Главоолнграфпрома
Комитета во лечат и при Совете Министров СССР.
Гор. Владимир, ул- Победы, д 18 б.