КОНСТРУКЦИИ ОТСТОЙНИКОВ С ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОМЫВОМ НАНОСОВ

В рассматриваемом типе отстойников оседание взвешенных наносов протекает в течение некоторого периода времени и сопровождается образованием отложений на дне отстойника. По мере заиления камеры скорость течения в ней увеличивается, в связи с этим постепенно возрастает и мутность потока, выходящего из отстойника. Когда слой отложений достигнет предельной величины, при которой вредные фракции наносов начнут завлекаться в магистральный канал, наносные отложения смывают из отстойника.

Частота промыва зависит от размеров отстойника, величины расхода и мутности воды, забираемой из реки. Оптимальная частота промыва отстойника в обычных условиях колеблется от одного раза в сутки до одного раза в неделю. В "период наибольшей мутности воды (в паводок) допускается увеличение частоты промыва до двух раз в сутки.

Типы отстойников с периодическим промывом. В зависимости от условий промыва наносов и условий эксплуатации применяют однокамерные, двухкамерные и многокамерные отстойники.

Однокамерные отстойники применяют только при определенных условиях, так как они не обеспечивают непрерывной подачи осветленной воды в систему.

Промыв осевших в отстойнике наносов при одновременной подаче воды в систему вследствие незначительного увеличения скоростей в камере оказывается малоэффективным, весьма длительным и сопровождается поступлением части вредных наносов в магистральный канал. Поэтому однокамерный отстойник обычно промывают по прекращении подачи воды в систему.

Эта особенность не исключает применения однокамерных отстойников в орошений, если кратковременное прекращение подачи воды в систему может быть компенсировано увеличением подаваемого расхода воды после проведения промыва. При этом чем больше длина и емкость холостой части магистрального канала, тем меньше влияние кратковременного прекращения пбдачи воды на работу системы.

В случае использования воды на ГЭС однокамерный отстойник можно применять лишь тогда, когда за ним удается создать резервуар необходимой емкости, позволяющий регулировать подачу воды на ГЭС согласно графику нагрузки.

При работе однокамерного отстойника с прекращением подачи воды в систему в период промыва головной регулятор и подводящий канал рассчитывают на пропуск наибольшего рабочего расхода.

Однокамерный отстойник с обводным каналом позволяет непрерывно подавать, воду в систему, не мешая процессу промыва, и выключать камеру отстойника на период осмотра и ремонта.

Во время промыва или ремонта камеры в систему подается неосветленная вода по обводному каналу. Чтобы уменьшить количество наносов, поступающих в систему, камеру следует промывать в часы подачи пониженных расходов. Это позволяет более экономично запроектировать головной регулятор и подводящий канал, рассчитываемые на сумму промывного и наибольшего рабочего расхода.

Такой тип отстойника применяют в тех случаях, когда кратковременный пропуск неосветленной воды в систему не будет иметь существенного значения.

Двухкамерный отстойник, как более совершенный, позволяет непрерывно подавать осветленную воду в систему.

Расчет отстойника можно выполнить в двух вариантах:

1) каждую камеру рассчитывают на пропуск полного расчетного расхода магистрального канала;
2) каждую камеру рассчитывают на пропуск половины расхода магистрального канала.

Первый вариант обеспечивает возможность выключения из работы каждой камеры и проведения промыва в любое время.

Второй вариант обеспечивает нормальную работу отстойника лишь при одновременной работе обеих камер, а во время промыва одной из них другая работает на полный расход с повышенными скоростями. В этом случае для уменьшения поступления наносов в систему промыв рекомендуется проводить в часы подачи пониженных расходов.

Многокамерный отстойник обеспечивает непрерывную подачу осветленной воды и применяется при больших расходах, когда увеличение размеров однокамерного или двухкамерного отстойника вызывает значительное увеличение длительности промыва, сопровождающееся повышенным поступлением наносов в магистраль и нерациональным расходованием воды на промыв.

Многокамерные отстойники по конструкции камер аналогичны двухкамерным.

При заборе воды из реки, имеющей длительный паводок и высокую мутность потока, рекомендуется устраивать запасную камеру, исключающую перегрузку.

Для уменьшения размеров аванкамеры многокамерные отстойники располагают в плане под некоторым углом к подводящему каналу.

Однако недостатком этой конструкции является косой ввод воды в камеры и неравномерное распределение расхода воды и наносов по камерам.

Конструирование и повышение эффективности работы отстойников. Эффективность работы отстойников в значительной степени зависит от гидравлических условий подхода потока к отстойникам, равномерности распределения поступающей воды между камерами и равномерности , поля скоростей в камерах.

Чтобы обеспечить благоприятные гидравлические условия во входной части отстойника, проводят следующие конструктивные мероприятия:

а) устраивают прямолинейный участок трассы канала перед входом в отстойник;

б) создают плавный переход от сравнительно узкого канала к широкому и глубокому сечению отстойника без образования водоворотных зон; для этого в пределах аванкамеры обеспечивается расширение потока в плане под углом не более 22—26°, а в пределах верхового переходного участка — расширение струи по глубине с уклоном дна, равным 1:2,5-1:3;

в) придают камере прямоугольную форму в плане;

г) увеличивают число вспомогательных быков и входных отверстий, которые способствуют выравниванию направления скоростей течения;

д) устраивают в пределах аванкамеры раздельные стенки, обеспечивающие равномерное распределение расхода воды между камерами;

е) устанавливают на верховом переходном участке камеры струераспределительные решетки с горизонтальными или вертикальными стержнями из труб диаметром 55—83 мм. Как правило, решетки ставят в 2—3 ряда на расстоянии 1,5—2 м друг от друга. Равномерное распределение скоростей по всей глубине камеры достигается более частым расположением стержней в зоне максимальных скоростей.

Для улучшения условий промыва и ускорения его процесса рекомендуется:

а) обеспечить работу промывного тракта без подтопления его выходного отверстия со стороны реки при любых уровнях в период паводка;
б) в широких камерах применять секционирование путем устройства дополнительных раздельных стенок на высоту, несколько превышающую отметку отложения наносов;
в) придавать дну камеры уклон порядка 0,02—0,05, прямой или обратный (камеры с обратным уклоном применяют, когда в составе наносов преобладают частицы крупных фракций, при этом промывные галереи устраивают в начале камеры, а промывной расход подается через специальные водоводы, которые открываются в конце камеры);
г) оборудовать входные, выходные и промывные отверстия затворами, снабженными индивидуальными подъемниками, обеспечивающими быстрое маневрирование и удобство эксплуатации отстойника.

Следует отметить, что для улучшения и ускорения процесса церио-дического промыва наносов еще слабо используется внутренняя структура самого потока.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968