Архитектура ->  Канализация. Охрана окружающей среды 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 [ 127 ] 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209

диске аэратора устраивают либо отверстия диаметром 3-5 см, либо прорези шириной 1,5-3 см по всей длине лопасти со стороны, противоположной направлению вращения аэратора (рис, 4.124). За лопастью образуется зона пониженного давления, в которой воздух образует «мешки». Вода, выбрасываемая лопастью в виде струи, вовлекает воздух из этих «мешков» в окружающую аэратор воду. Встречая сопротивление кольца воды, воздух вокруг аэратора дробится, в виде отдельных пузырьков уносится потоками воды и перемешивается с содержимым аэротенка.

Аэратор может работать в трех режимах, характеризующихся различными технологическими показателями.

Первый режим наблюдается при значительной глубине погружения аэратора. Вокруг него образуется лишь неглубокая воронка, не достигающая диска аэратора; следовательно, диск полностью затоплен. Вода, выбрасываемая из аэратора, не имеет контакта с воздухом, и вовлечения воздуха водой не происходит. Затраты энергии на работу аэратора весьма высокие, так как аэрация происходит только вследствие возмущения свободной поверхности воды в аэротенке, а поэтому незначительна.

Второй режим наступает при уменьшении глубины погружения до полного обнажения диска. Потребление электроэнергии при этом значительно снижается, а объем переданного в воду кислорода резко возрастает. В этом случае аэрация происходит под воздействием трех факторов: 1) вовлечения воздуха струей воды, срывающейся с лопасти; 2) защемления воздуха вследствие неустойчивости образующейся воронки; 3) возмущения свободной поверхности воды.

Третий режим наступает при дальнейшем уменьшении глубины погружения аэратора, когда потребление электроэнергии падает, но в еще большей степени уменьшается количество переданного в воду кислорода, что приводит к снижению эффективности раооты аэратора.

Расчет аэратора заключается в определении оптимальных параметров (см. рис. 4.124) режима работы и технологических показателей.

1. Диаметр аэратора аэр, м, назначается из условия аэр= (0,15... ... 0,2) Ваар, где Ваэр - ширина аэротенка, м.

2. Количество лопастей определяется как г=(10... 12) Уэр-

3. Длина лопасти /, м, определяется из уравнения

Рис. 4 124. Схема работы механического поверхностного аэратора дискового типа

/-прорези; 2- лопасти; 5 -диск

я -Ь г

4. Высота лопасти /2л, м.

(4.258)

(4.259)

где глубина погружения диска, принимаемая равной 0,1-0,08м; 584

t - время пробегания лопастью расстояния, равного расстоянию между лопас1ями (или время поворота лопасти на угол, равный углу между лопастями), с, т. е,

; (4.260)

«о-частота вращения аэратора, с- Задаваясь частотой вращения аэратора (исходя из окружной скоро-* сти вращения 3,5-4,5 м/с), определяют высоту лопасти постепенным приближением.

Правильность выбранной частоты вращения проверяется условием

Я„ = /гп + /гл(1-), (4.261)

где k - коэффициент использования боковой поверхности аэратора:

Vq-скорость подъема воды на входе в аэратор, м/с:

Статический напор аэратора Нет, м, определяется по уравнению

Яст---~s (4.263)

где k - коэффициент для учета числа лопастей;

со-угловая скорость: £о=2Г1соо, рад/с; adp и -внешний и внутренний радиусы аэратора, м. Коэффициент для учета числа лопастей определяется по формуле

г 1 - (Гвн/Гаэр?

Добившись выполнения условия (4.261), можно рассчитать технологические показатели аэратора.

5. Расход жидкости Q, мс, перекачиваемой аэратором, будет:

*аэр /

2г \ " 3 У

6. Мощность (нетто) N, кВт, потребляемая аэратором, составит:

k pQvl

(4.264)

NнРТТО -

2.1000

(4.265)

р - плотность жидкости, равная 1000 кг/м; где - периферийная скорость вращения, м/с.

7. Окислительная способность аэратора [ОС], кг/ч, определяется как

[ОС] = (2.8...3)ЛГнетто.

8. Число аэраторов, необходимых к установке в аэротенках, определяется по уравнению

„ iQcyT (la - Lj)

аэр=- .- . (4.266)

/Пз [ОС] d

где - потребность в кислороде на 1 кг снятой БПКполн, равная

1,05-2,3 в зависимости от режима работы аэротенков;

QcyT - суточный расход сточных вод, м; La - БПКполн поступающих сточных вод, кг/м; Lt - БПКполн очищенных сточных вод, кг/м; - коэффициент качества сточных вод; [ОС] - окислительная способность, кг/сутки; d-дефицит кислорода. 9. Зона, обслуживаемая одним аэратором, определяется из условия обеспечения придонной скорости движения воды (на 0,2 м от дна), равной 0,35 м/с. Поверхностная скорость v, и/с, определяется по уравнению квадрат с размером стороны

vx = 0,35

Я -0,2 \

(4.267)

где Я - глубина аэротенка, м.

Тогда зона L, м, обслуживаемая одним аэратором, определяется 1ак

/2 - коэффициент, определяемый экспериментально и принимаемый равным 1,14; абс-абсолютная скорость выхода жидкости из аэратора, м/с;

(4.268)

радиальная скорость выхода жидкости из аэратора, м, определяемая по уравнению

Уи + Ук Vr=---; VK=--Va,

где Vn - скорость вращения в начале лопасти, м/с.

10. Число аэраторов из условия обеспечения перемещивания воды определяется как

-P=7F~* (4-269)

оаэр

где Ваэр - щирина аэротенка, м.

11. Оптимальная работа аэратора будет при выполнении условия

/Vaэp = lэp.

Для обеспечения хорошей циркуляции воды в аэротенке и предотвращения выпадения взвешенных веществ на его дно при обычных глубинах аэротенка (порядка 4-4,5 м) целесообразно применение стабилизатора потока. Последний представляет собой вертикальную трубу,устанавливаемую с небольшим зазором под аэратором, соосно с ним и имеющую верхнее и нижнее коническое расширения. Верхнее рас-

Рис. 4.125. Схема работы механического поверхностного аэратора дискового типа

/ - вал аэратора; 2 - верхнее расширение стабилизатора; 3 - стабилизатор; 4 - лопатки аэратора

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 [ 127 ] 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209