Ағын суларды орташалауға және механикалық тазалауға арналған құрылыс

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

2-ТАРАУ. АҒЫН СУЛАРДЫ ОРТАШАЛАУҒА ЖӘНЕ МЕХАНИКАЛЫҚ ТАЗАЛАУҒА АРНАЛҒАН ҚҰРЫЛЫС

§ 5. Орташалатқыштар

Шығынның айқын ауытқулары және ағын сулардың ластану көлемі оларды тазалауды біршама қиындатады, бұл өз кезегінде суды тазалау құнын жоғарылатады. Шығындарды және ағын сулардың ластану көлемін орташаландыру үшін жанаспалы және ағынды орташалатқыштар қолданылады. Аз шығын жұмсауда және суды мерзімді түрде шығаруда жанаспалы орташалатқыштар пайдаланылады. Көп жағдайда көпдәлізді су қоймалары немесе араластыру құрылғылары бар резервуарлар түрінде орындалатын ағынды орташалатқыштар қолданылады.

Көпдәлізді орташалатқыштар арасында тік бұрышты (2. 1 сурет) және дөңгелек (2. 2 сурет) түрлері ең көп таралған. Олардағы орташалау орташалатқышқа түсе отырып, әр түрлі ұзындықтағы дәліздер арқылы ағатын ағыстық қатарларға бөлінетін ағынды дифференциалдау есебінен жүзеге асады. Нәтижесінде жинақтау науасында орташалатқышқа әр түрлі уақытта келіп түскен, әр түрлі концентрациядағы су ағындары араласады. Мұндай орташалатқыштарды келіп түскен ағын судағы қалқымалы заттар мөлшері шағын болатын жағдайларда қолдану ұсынылады.

Араластыру құрылғысы бар орташалатқыштарда суды орташалау суды қарқынды түрде араластыру есебінен іске асады. Ол суды ауамен барботаждау, арнайы бұлғауышпен немесе сорғыш арқылы жасалған резервуардағы суды айналдыру арқылы орындалуы мүмкін. 2. 3-суретте концентрацияны және су шығынын орташалатқыш көрсетілген, мұнда су тығыздалған ауа арқылы араластырылады. Орташалатқыш шығынды автоматты түрде орташалауды қамтамасыз ететін құрастырмалы құрылғымен жабдықталған. Суды ауамен барботаждайтын орташалатқышты құрамындағы қалқымалы зат мөлшері 500 мг/л дейін болатын ағын суларды орташалату үшін қолдануға кеңес беріледі. Қалқымалы заттардың мөлшері көп болған жағдайда, механикалық араластыратын және тұндырғыш бөлігі бар орташалатқышты пайдалану ұсынылады.

Орташалатқыштарды, әдетте, тұндырғыштан кейін орналастырады немесе оларды тұндырғыш бөлікпен бірге жабдықтайды.

Орташалатқыштардың көлемі ластаушы заттар концентрациясының ауытқу сипатын ескере отырып анықталады, олар үш түрге бөлінуі мүмкін: дүркін, кезеңдік және еркін.

Көпдәлізді орташалатқыштарды жоғарыконцентрациялы ағындық сулардың дүркіндік тасталуы кезінде қолдану ұсынылады. Олардың көлемі келесі формула арқылы анықталады:

V= Q $t_{3}$ K/2, (2. 1)

мұндағы Q - ағын сулардың шығыны, $м^{3}$ /сағ; $t_{3}$ - дүркіндік тастаудың ұзақтығы, сағ; K - орташалау коэффициенті;

K= ( $С_{макс} - С_{орт}$ ) /( $С_{қос} - С_{орт}$ ) ; (2. 2)

мұнда $С_{макс}$ - дүркіндік тастаудағы ластанудың максималды концентрациясы; $С_{орт}$ - ағындағы ластанудың орташа концентрациясы; $С_{қос}$ - келесі құрылыстардың жұмыс шарты бойынша ұйғарынды ағындағы ластанудың орташа концентрациясы.

Дүркіндік тастаудағы араластыру құрылғысы бар орташалатқыштың көлемін келесі формула көмегімен анықтау қажет:

K $<$ 5 болғанда

V= $\frac{1. 3Qt_{3}}{InK/(K - 1) }$ ; (2. 3)

K $\geq$ 5 болғанда

V= $1. 3Qt_{3}$ K (2. 4)

Кезеңдік ауытқулардағы араластыру құрылғысы бар орташалатқыш көлемі келесі формуламен есептеледі:

K $<$ 5 болғанда

V =0. 21 Q $t_{k}\sqrt{K^{2} - 1}$ ; (2. 5)

K $\geq$ 5 болғанда

V= 0. 21 Q $t_{k}$ K , (2. 6)

мұндағы $t_{k}$ - ауытқу кезеңінің уақыты, сағ.

Ағын судың ластану концентрациясы ауытқуының еркін сипатты жағдайы үшін араластыру құрылғысы бар орташалатқыш көлемін анықтау әдістемесі жоқ, және де көлем іріктеу әдісі арқылы анықталады. Алдымен, орташалатқыш көлемі ағын сулардың бір сағаттағы жиынтық саласына шамамен тең болатын, ұйғарынды концентрациядан асатын, ластану концентрациясымен қабылданады. Содан соң қабылданған көлемнің дұрыстығын ластану концентрациясының құрылыстан шығуын тәулік сағаттары бойынша есептеу жолымен тексереді. Кез келген уақыт кезеңінде ластану концентрациясы ұйғарынды концентрация мөлшерінен аспауы қажет. Тексеру есебі уақыт кезеңдері бойынша жүргізіледі (сағ. бойынша) :

N<V/(5Q) . (2. 7)

Уақыт кезеңдерінің саны 50-ден кем болмауы керек. Әрбір уақыт кезеңінде орташалатқыштан шығудағы ластану концентрациясының өзгеруі, г/ $м^{3}$ , келесі формуламен анықталады:

$\mathrm{\Delta}C_{шығу}$ = Q ( $C_{кіру} - \ C_{шығу}$ ) $\mathrm{\Delta}$ t/V , (2. 8)

мұндағы $C_{шығу}$ , $C_{кіру}$ - алдыңғы уақыт кезеңі бойынша кіру және шығу кезіндегі ластану концентрациясы, г/ $м^{3}$ .

$\mathrm{\Delta}С_{шығу}$ мәнін есептеу қорытындысы оң және теріс болуы мүмкін. Алынған $\mathrm{\Delta}С_{шығу}$ мәнін алдыңғы уақыт кезеңінің $С_{шығ}$ мәніне қосқан дұрыс, соның нәтижесінде нақты уақыт кезеңінің $С_{шығ}$ мәнін аламыз.

Орташаланған судағы ластану концентрациясын анықтауды $С_{кіру}$ максималды мәні байқалған сағаттан бастаған дұрыс. Егер кез келген уақыт кезеңінде алынған нәтиже ластанудың ұйғарынды концентрациясынан жоғары болса, есептеуді орташалатқыштың ұлғайтылған көлемімен қайталаған дұрыс.

Ағын сулардың шығынын орташаландыру үшін орташалатқыш көлемін сумен жабдықтау және канализация жүйелерінің реттеуші сыйымдылықтарын есептеумен ұқсас түрде есептеген дұрыс.

Ластану шығынын және концентрациясын орташалауға арналған орташалатқыш көлемі сондай-ақ іріктеу әдісімен - орташалатқыштың қабылданған көлемін және орташалатқыштан жеке уақыт кезеңдеріне шығудағы ластану концентрациясы тексерумен анықталады.

§6. Торшалар

Ағын сулардағы көлемді ерімейтін ластаушыларды ұстау үшін дөңгелек, тік бұрышты немесе басқа да формадағы металл өзектерден жасалған торларды қолданады. Торшалар арасындағы қашықтық b=16 $\div$ 19 мм. Сорғылау станцияларында орнатылған торшалар үлкен қашықта да болуы мүмкін, өйткені бұл сорғыш өлшеміне байланысты.

Торшаларды жылжитын және жылжымайтын деп бөледі. Жылжымайтын торлар кең түрде тараған. Ластаушыларды алу ыңғайлылығы үшін көбінесе торшаларды көкжиекке қатысты $\propto$ =60 $\div$ 70 мм бұрышпен орнатады (2. 4-сурет) . Егер алынатын ластанулар көлемі 1 тәулікте және одан да көп уақытта ${0, 1м}^{3}$ -ты құраса, торшаларды тазалау механикалануы қажет.

Торшаны есептеуде ең алдымен n қашықтықтың жалпы санын келесі формула арқылы анықтайды

n = $\frac{q_{макс}}{bh_{1}v_{p}}k_{3}$ , (2. 9)

мұндағы $q_{макс}$ - ағын сулардың максималды шығыны; $h_{1}$ - торша алдындағы судың тереңдігі; $v_{p}$ - 1 м/с шамасына тең түрде қабылдау ұсынылатын торша аралығындағы орташа жылдамдық; $k_{3}$ - аралықтың тырнауыштармен және ұсталған ластанулармен қысылуын есепке алатын, 1, 05-ке тең болатын коэффициент.

ТОРШАЛАРДЫҢ ЖАЛПЫ ЕНІ

$B_{p}$ = s (n - 1) + bn, (2. 10)

мұндағы s - тор өзектерінің қалыңдығы.

Содан соң N тор сандары және олардың әрқайсысының ені қабылданады

${\ B}_{1}$ = $B_{p}$ /N. (2. 11)

Торшалардағы тегеуріннің жоғалуы

${\ h}_{м}$ = p $\complement v^{2}/$ (2g ) . (2. 12)

мұндағы $\complement$ - жергілікті кедергінің коэффициенті; v - торша алдындағы камерадағы судың қозғалу жылдамдығы; g - еркін құлаудың жылдамдауы; p - торшаның бітелуі нәтижесінде тегеурін жоғалуының ұлғаюын есепке алатын коэффициент; шамамен р =3 деп қабылдауға кеңес беріледі.

Торшаның жергілікті кедергісінің коэффициенті өзек формасына байланысты және келесідей формуламен анықталады:

$\complement$ = $\beta$ ${(s/b) }^{4/3}$ sin $\alpha$ , (2. 13)

мұндағы $\beta$ - тік бұрыштар үшін 2, 42-ге және де дөңгелек өзектер үшін 1, 72-ге тең болатын коэффициент.

Торшаларды жобалауда ұсталған ластанулар санын торша көлеміне байланысты қабылдаған дұрыс (b=16+19 мм болған жағдайда, қалдық саны бір жылда 1 адамға 8 л мөлшеріне тең, ал олардың тығыздығы - ${750кг/м}^{3}$ ) . Торшаларда ұсталған ластанулар уақтағыштарда ұсақталуы және торша алдындағы су ағынына қайтарылуы тиіс.

Соңғы жылдары КСРО-да және шет елдерде аралас аппараттар біршама кең қолданысқа еніп жатыр - торша-уақтағыштар (комминуторлар), мұнда торша арқылы ұсталған ластанулар су бетіне шығарылмай, су астында ұсақталады.

§7. Құмтұтқыштар

Ағын сулардан құмды және басқа да минералды ерімейтін ластануларды ұстау үшін көлденең және тік, сұйықтықты айналдырма қозғалту түрлеріне бөлінетін құмтұтқыштар қолданылады; соңғысы тангениальды және аэрирленетін болуы мүмкін.

Көлденең және аэрирленетін құмтұтқыштарды 1 $м^{3}$ /тәу. асатын шығындар кезінде қолданады. Көлденең құмтұтқыш түрлерінің құрылымдық ерекшелігі суды дөңгелек қозғалыс түрінде көлденең айналдыру болып табылады. Олар жоспардағы формасы - дөңгелек. Оларды салыстырмалы түрде аз шығындарда - 7 $м^{3}$ /тәу. қолдануға кеңес беріледі. Тангениалды құмтұтқыштар да жоспарда дөңгелек формаға ие және оларды 5 $м^{3}$ /тәу. дейінгі шығындарда қолдануға кеңес беріледі. Тік құмтұтқыштар өлшемі бойынша үлкен және тиімсіз жұмыс істейді, сондықтан оларды ерекше жағдайларда ғана және сәйкес негізде қолданады.

Көлденең құмтұтқыштарды есептеуде (2. 5-сурет) ең алдымен, бір бөліністің нақты қимасының ауданын анықтайды:

w = $q_{макс}$ /(vn), (2. 14)

мұндағы $q_{макс}$ - бір бөлініске жұмсалған ағын сулардың максималды шығыны; v - судың орташа қозғалысы; n - бөліністер саны.

Содан соң көлденең қимадағы бөлініс өлшемін табады. Құмтұтқыш ұзындығын келесі формуламен анықтайды:

L = k $h_{1}$ v/ $u_{0}$ . (2. 15)

мұндағы, $h_{1}$ - құмтұтқыштың су жүретін бөлігінің тереңдігі; k - турбуленттіліктің және басқа факторлардың құмтұтқыш жұмысына әсерін есепке алатын коэффициент (2. 1-кесте) ; $u_{0}$ - есептік диаметр құмының гидравликалық ірілігі.

2. 1- КЕСТЕ ФОРМУЛАДАҒЫ K КОЭФФИЦИЕНТІНІҢ МӘНІ (2. 15)

Құм бөлшек-

терінің

диаметрі

Гидравли-

калық

ірілік

$u_{0}$ , мм/с

Құмтұтқыш үшін k мәні

көлденең

В/Н болғанда аэрирленетін

1, 25

1, 5

Құм бөлшек-терініңдиаметрі:

0, 15

0, 2

0, 25

Гидравли-калықірілікu0u_{0}, мм/с:

13, 2

18, 7

24, 2

Құмтұтқыш үшінkмәні:

1, 7

1, 3

2, 62

2, 43

2, 5

2, 25

2, 39

2, 08

Басқа есептік параметрлер бойынша k коэффициентін мынадай формуламен есептеуге болады:

k = $u_{0}$ / $\sqrt{u_{0}^{2} - \ w^{2}}$ , (2. 16)

мұндағы w - тік турбулентті құрамдас бөлігі:

w = 0, 05 v (2. 17)

Көлденең құмтұтқыштар үшін келесілерді қабылдаған дұрыс: $v$ =0, 3 м/с; құм бөлшектерінің есептік диаметрі 0, 25 мм; ағын сулар қозғалысының ұзақтығы 30 с-тан кем емес. Шығынның тәулік және тәулік сағаттары бойынша өзгеруі құмтұтқыштағы су қозғалысы жылдамдығының өзгеруіне ықпал етеді, сондықтан құмтұтқыштардағы су қозғалысының тұрақты жылдамдығын қамтамасыз ететін, оңтайлы шамасы v =0, 3 м/с-қа тең болатын қосымша құрылғыларға қажеттілік туындайды.

Суды айналмалы түрде қозғалтатын көлденең құмтұтқыштарды 30-50 с шамасына тең түрде қабылдау ұсынылатын ондағы су қозғалысының ұзақтығы бойынша есептеген дұрыс.

Құмтұтқыштарда тұрақты жылдамдықты ұстап тұрудың көптеген әдістері белгілі. Олардың ең қарапайым түрі құрылғыдағы батырылмаған суағардың шығу арнасының су түбіндегі дөңессіз кең аумақта тұрады. Суағар өлшемі мына формуламен есептеледі:

P = $\frac{h_{макс} - \ k_{q}^{2/3}h_{мин}}{k_{q}^{2/3} - 1}$ ; (2. 18)

$b_{сж}$ = $\frac{q_{макс}}{m\sqrt{2g}{(P + \ h_{макс}) }^{3/2}}$ , (2. 19)

мұндағы P - құмтұтқыш түбі мен суағар алды арасындағы деңгей айырмасы; $b_{сж}$ - суағардың ені; $h_{макс}$ және $h_{мин}$ - құмтұтқыштағы сәйкесінше $q_{макс}$ максималды және $q_{мин}$ минималды шығындардағы су тереңдіктері; $k_{q}$ = $q_{макс}$ / $q_{мин}$ ; m - бүйірден сығу жағдайларына тәуелді және 0, 35-0, 38 шамасына тең суағар шығынының коэффициенті.

Аэрирленетін құмтұтқыштар сондай-ақ (2. 14), (2. 15) формулалары бойынша және 2. 1-кесте мәліметтері бойынша есептеледі. Құмтұтқыштың $h_{1}$ есептік терңдігін оның гидравликалық тереңдігінің жартысына тең деп қабылдайды (2. 6-сурет) . 2. 1-кестеде көрсетілмеген есептік параметрлер жағдайында k коэффициенті былайша анықталады:

k = - $\frac{26, 4\alpha u_{0}}{Ig(1 - 20\alpha u_{0}) }$ , (2. 20)

мұндағы $\alpha$ = B/H.

Аэрирленетін құмтұтқыштар есебінде мыналарды қабылдау керек: v =0, 05 $\div$ 0, 12 м/с; құм бөлшектерінің есептік диаметрі 0, 15-0, 2 мм; B/H = 1 $\div$ 1, 15; ауа жіберудің қарқындылығы 1 сағатта 3-5 $м^{3}$ / $м^{2}$ ; түптің көлденең еңісі (құм науасына) 0, 3-0, 4.

Тангениалды құмтұтқыштар есебі мына формуламен анықталады:

F = $q_{макс}$ /( n $q_{0}$ ), (2. 21)

мұндағы F - жоспардағы құмтұтқыш бөлінісінің ауданы; $q_{макс}$ - ағын сулардың максималды шығыны; n - бөлінулер саны; $q_{0}$ - құмтұтқышқа түсетін су жүктемесі.