Методика расчета прямоточного трубчатого отстойника

 

Принцип осветления воды на прямоточном трубчатом отстойнике заключен в быстром осаждении взвеси в тонких слоях (или в трубках) в процессе движения исходной воды под уклон вместе с сползающим по наклонной трубке осадком. В процессе очистки частицы в данном аппарате проходят через 2 зоны: входная зона, характеризующаяся величиной , и зона осаждения отдельных частиц с сползающим слоем осадка, которая характеризуется величиной .

Основной целью проведения расчета трубчатого отстойника является определение зависимости мутности осветленной воды от суммарного содержания взвешенных веществ в исходной воде. Мутность осветленной

воды  зависит от следующих факторов при работе трубчатого отстойника прямоточного типа: 

    -Эффект осветления –

    -Концентрация взвеси в исходной воде на входе в наклонную трубку – ;

    -Глубина трубки – ;

    -Длина входной зоны – ;

    -Длина зоны осаждения взвеси – ;

    -Длина трубки-отстойника – :

 

 

    -Высота слоя сползающего осадка –

    -Средняя концентрация взвеси в слое сползающего осадка – ;

    -Средняя скорость воды – ;

    -Скорость потока над осадком относительно сползающего слоя осадка – ;

    -Скорость сползания слоя осадка – ;

    -Скорость относительно стенок трубки – :

 

    -Угол наклона трубки к горизонтали –

Определим массу осадка , находящегося на лотке и сползающего вниз в направлении движения исходной воды за время Т:

 

                                     ,                                                       (1)

 

    где   - масса выпадающего осадка слоем толщиной  за время Т из объема .

    Взвесь может выпадать в осадок на всей длине трубки-отстойника :

                                                            (2)

    - масса сползающего осадка:

 

                                                                                  (3)

 

    С учетом неразрывности потока на входе с расходом :

 

                                           ,                                                         (4)

 

    где  - над осадком,  - сползающего осадка;  

 

    Согласно (4)             

 

    Следовательно, при

                                                                                        (5)

    Полное время пребывания только осветляемой воды в трубке Т:

                                                      ,                                                (6)

    где  - время прохождения воды по длине , над осадком:

 

     - время прохождения воды по длине :

 

    Полное время Т пребывания осветляемой воды в трубке c учетом формул (6) и выражения :

                                                                   (7)

    За полное время пребывания воды в трубке наблюдается выпадение взвеси в осадок и также происходит сползание части слоя осадка из трубки, поэтому длину сползающей части осадка можно определить по формуле:

 

                                                                                             (8)

    Определим массу сползающего осадка за время Т:

                                                   (9)

    Слой сползающего осадка можно рассматривать как плотное материальное тело, которое испытывает при своем движении вниз по лотку трубки-отстойника определенное гидравлическое и гидродинамическое сопротивление, воздействие двигающегося над ним с большей скоростью потока осветляемой воды.

    Составим уравнение сил, действующих на сползающий слой осадка для прямоточной схемы тонкослойного осаждения:

                                                             (10)

 

    где  - сопротивление среды, содействующее сползанию слоя осадка, так как вода и слой сползающего осадка двигаются в одном направлении.

     - ускорение свободного падения;

     - коэффициент трения сползающего слоя осадка;

    - плотность слоя осадка;  

     - плотность воды;

     - ускорение при движении сползающего слоя осадка;

    - объем сползающего слоя осадка определяется по формуле:

                                                                                                   (11)

    - выталкивающая сила, определяемая по формуле:

                                                                                   (12)

     - вес осадка с учетом выталкивающей силы  определяется по формуле:

                                                              (13)

    Определим сопротивление среды :  

                                 ,                                               (14)

    где  - коэффициент сопротивления среды на входе в трубку на участке    и по всей длине ;

     - площадь поверхности сползающего осадка, которая определяется согласно формуле:

                                                                                                    (15)

    Определим величину  из уравнения сил:

                                          (16)

  Определим величину , используя выражения  и :

                                                        (17)

    Обозначим в формуле (17) 

                                                       (18)

 

    Тогда                                                                         (19)

    Обозначим                       ,                                                      (20)

    где  - коэффициент, показывающий во сколько раз  больше .

    Используя выражения для , выражение  после преобразований получим зависимость :

 

                       (21)

    Определим эффект осветления  по формуле:

 

                                                                                             (22)

 

Рассмотрим очистку сточных вод от масло- и нефтесодержащих примесей. Очистку от указанных загрязняющих компонентов осуществляют путем отстаивания, обработкой в гидроциклонах, флотацией и фильтрованием. Отстаивание основано на всплывании загрязняющих компонентов в сточной воде. Для интенсификации процесса используют флотацию. На рис. 2.9 представлена схема нефтеловушек, используемые для очистки сточных вод от масло- и нефтесодержащих примесей.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: