Камеры хлопьеобразования гидравлического типа

Водоворотная камера хлопьеобразования совмещается с вертикальным отстойником и располагается в центральном стакане. Вода распределяется в верхней части камеры соплами, расположенными на расстоянии 0,2 диаметра камеры от стенки на глубине 0,5 м от поверхности воды, и закрепленными в ее центре в виде неподвижного сегнерова колеса. Выходя из сопел со скоростью 2-3 м/с, вода приобретает вращательное движение вдоль ее стенок и движется сверху вниз. Для гашения вращательного движения воды при ее переходе в отстойник, которое могло бы ухудшить его работу, внизу камеры устанавливают гаситель в виде решетки высотой 0,8 м с ячейками 0,5x0,5 м. Время пребывания воды в камере принимают 15-20 мин, а ее высоту 3,5-4 м.

Перегородчатая камера хлопьеобразования представляет собой прямоугольный железобетонный резервуар с перегородками, образующими 9-10 коридоров шириной не менее 0,7 м, через которые последовательно проходит вода со скоростью 0,2-0,3 м/с в начале камеры и 0,05-0,1 м/с — в конце. Вода многократно изменяет направление движения в горизонтальной или вертикальной плоскости.

За счет увеличения ширины коридоров можно регулировать время пребывания обрабатываемой воды в камере в зависимости от ее качества. Дно коридоров камеры выполняют с продольным уклоном 0,02-0,03 для удаления осадка при чистке. Среднюю глубину камера принимают 2-2,5 м, продолжительность пребывания воды в камере — 20—30 мин (минимальное время для мутных вод, максимальное — для цветных вод с пониженной температурой).

Перегородчатые камеры хлопьеобразования используют в комплексе с горизонтальными отстойниками. В этом случае основную часть отстойников и камеры обсыпают землей, а в месте их примыкания устраивают павильон, в котором размещают шиберы и задвижки для управления работой камеры и отстойников.

Водоворотная (а) и контактная (б) камеры хлопьеобразования, совмещенные с вертикальным отстойником

1 — подача воды; 2 — распределительные сопла; 3 — камера хлопьеобразования; 4 — решетка-гаситель; 5 — вертикальный отстойник; 6 — сборный кольцевой желоб; 7 — отвод осветленной воды; 8 — удаление осадка; 9 и 10 — верхняя и нижняя решетки; 11 — плавающая загрузка

Перегородчатая камера хлопьеобразования с горизонтальным движением воды, совмещенная с горизонтальным отстойником

1 — камера хлопьеобразования; 2 — трубопровод, подающий воду в камеру; 3 — отстойники; 4 — шиберы (пропуск воды); 5 — распределительный канал; 6— отводной канал; 7 — шиберы (выпуск осадка); 8 — канал для отвода осадка; 9- удаление осадка из отстойника

Вихревая камера хлопьеобразования выполняется в виде прямоугольного в плане железобетонного с коническим или пирамидальным днищем резервуара (с углом конусности 50-70°, обращенным вниз). Перемешивание воды в камере хлопьеобразования происходит при ее движении снизу вверх вследствие уменьшения скорости движения (от 0,8-4,2 до 0,004 — 0,005 м/с) в результате резкого увеличения площади поперечного сечения. Время пребывания воды в камере составляет от 6 (для мутных вод) до 12 мин (для цветных вод). Передачу воды из камеры в отстойники следует осуществлять при скорости ее движения в сборных лотках или трубах не более 0,05 м/с для цветных вод и 0,1 м/с — для мутных. Для интенсификадии работы камеры в ее верхней части могут размещаться тонкослойные модули.

Камера хлопьеобразования зашламленного типа получила распространение для вод средней мутности и мутных. Эту камеру размещают в начале коридора отстойника и выполняют в виде железобетонного с пирамидальным днищем резервуара (с углом конусности 45°). В основаниях перевернутых пирамид находятся напорные перфорированные водораспределительные трубы, расстояние между которыми в осях 2 м, от стенки камеры —1м, Отверстия трубы диаметром не менее 25 мм направлены вниз под углом 45°, их суммарная площадь составляет 30—40% площади сечения распределительной трубы. Скорость движения воды в распределительных трубах 0,4—0,6 м/с.

Для соблюдения постоянства скорости движения воды перфорированные распределительные трубы необходимо выполнять телескопическими с косыми переходами.

При восходящей скорости потока 0,65-1,6 (для вод средней мутности) и 0,8-2,2 мм/с (для мутных вод) образуется и поддерживается во взвешенном состоянии слой осадка из скоагулированных примесей высотой не менее 3 м, частицы которого являются центрами коагуляции. Время пребывания воды в камере не менее 20 мин. Применение подобных камер хлопьеобразования позволяет увеличить расчетную скорость осаждения взвешенных веществ в отстойниках при осветлении вод средней мутности на 15-20% и мутных на 20%. Передача воды из камеры в отстойник должна осуществляться при скорости ее движения 0,05-0,1 м/с для мутных вод и до 0,05 м/с — для цветных.

Вихревая (а) и зашламленного типа (б) камеры хлопьеобразования, встроенные е горизонтальный отстойник

1,8 — отвод осветленной и подача исходной воды; 2 — горизонтальный отстойник; 3 — лоток децентрализованного отбора осветленной воды; 4 — зона осветления воды; 5 — тонкослойные модули; 6 — лотки для сбора и отведения воды; 7 — вихревая камера хлопьеобразования; 9— водораспределительные перфорированные трубы; 10 — перфорированные трубы сбора и удаления осадка

Для улучшения процесса хлопьеобразования при коагулировании примесей маломутных и цветных вод А.Б. Гальберштадтом предложена гравийная камера с псевдоожиженной зернистой загрузкой. Оптимальные условия протекания процесса хлопьеобразования создаются при использовании зернистой загрузки из керамической крошки (керамзита, песка и др.) с эквивалентным диаметром 0,6- 0,9 мм и высотой слоя в статических условиях 0,3-0,5 м, работающей при расширении на 10—15%, что соответствует восходящей скорости потока 2,6-4,0 мм/с. Первоначально контактный слой загрузки покоится на слое гравия крупностью 5-20 мм и высотой 0,3-0,4 м.

Работа контактных камер хлопьеобразования основана на принципе контактной коагуляции, обусловленной способностью мелких частиц взвеси и микрохлопьев коагулянта после взаимной нейтрализации электрокинетических зарядов прилипать к поверхности более крупных частиц фильтрующей загрузки.

Другая конструкция контактной камеры хлопьеобразования с плавающей крупногранульной загрузкой была предложена М. Г, Журбой. Для образования псевдоожиженного слоя берутся вспененные гранулы полистирола марки ПСВ или ПСБ крупностью 0,5-1,5 мм. Могут использоваться для этой цели и другие аналогичные материалы, разрешенные для контакта с питьевой водой. Загрузка удерживается в верхней части камеры дренажной стенкой. Первоначальная высота слоя гранул около 1 м. Восходящая скорость движения воды в камере 5-6 мм/с.

Использование контактных камер хлопьеобразования позволяет увеличить в 3-4 раза нагрузку на единицу объема камеры, снизить на 20-25% расход коагулянта, уменьшить примерно в 1,5 раза продолжительность отстаивания воды в отстойниках.

При кондиционировании маломутных цветных вод хорошо зарекомендовала себя камера хлопьеобразования с рециркуляцией осадка. Обрабатываемая вода вводится в нижние части секций камеры, Выходя из сопел со скоростью 1 м/с, она поступает в центрально расположенные эжектируемые вставки и всасывает воду с осадком из объема секций. Таким образом, в каждой секции происходит непрерывное движение взвешенного осадка, обеспечивающее контактирование агрегативно неустойчивых примесей и их укрупнение, Обрабатываемая вода переходит из камеры в камеру и далее в отстойник. Время пребывания воды в камере 20-30 мин.

Камера хлопьеобразования с рециркуляцией осадка