|
Спринклерная система состоит из дозирующего бака, разводящей сети и спринклеров.
Спринклеры (спринклерные головки) —специальные насадки, надетые на концы стояков, которые ответвляются от водораспределительных труб, уложенных на поверхности или в теле биофильтра. Отверстия спринклерных головок невелики — обычно 19, 22 и 25 мм. Во избежание коррозии спринклеры изготовляют из бронзы или из латуни.
Один из насадков, применяемый в отечественной практике. Достоинством головки этого типа является, то, что опора, к которой прикреплен отражательный обратный конус, находится в стороне от движущейся струи и не мешает ее действию.
Дозирующий бак автоматически подает воду в спринклерную сеть под постоянным напором. Продолжительность опорожнения бака (период орошения), зависящая в основном от вместимости бака и размеров выпускаемой трубы, всегда одинакова; продолжительность же наполнения бака зависит только от притока сточных вод, который колеблется в течение суток. Поэтому орошение биофильтра производится периодически, через неровные по продолжительности интервалы. Во избежание сильного охлаждения необогреваемых биофильтров интервал между орошением не должен превышать 5—8 мин.
При большой площади биофильтры разделяются на секции с самостоятельными распределительными сетями и отдельными дозирующими баками.
В отечественной практике наибольшее распространение получил дозирующий бак с сифоном. Преимущество его перед другими состоит в том, что он совершенно не имеет движущихся частей.
Выпускная труба из дозирующего бака представляет собой сифон, верхний срез которого возвышается над дном бака. Внутри дозирующего бака расположен опрокинутый стакан, установленный на подставках и не доходящий до дна бака. К стакану в верхней его части присоединены две трубки: одна из них — воздушная трубка — заканчивается открытым концом в баке, другая трубка, представляющая собой вентиляционный затвор, или регулятор напора, заканчивается открытым концом, выведенным выше максимального уровня воды в баке. Кроме того, регулятор напора присоединен патрубком к главной выпускной трубе. В верхней части бака имеется переливная труба, диаметр которой принимается в соответствии с притоком воды в бак.
Действие автоматического сифона заключается в следующем. Вначале вода в баке стоит на низшем уровне А, соответствующем нижнему колену воздушной трубки. В сифоне вода в это время стоит на уровне
выходного отверстия спринклеров; регулятор напора заполнен водой до уровня Вь на котором он присоединен к стакану. По мере поступления воды горизонт ее в баке повышается, причем давление под стаканом и в отводной трубе остается равным атмосферному до тех пор, пока уровень ее не дойдет до отверстия воздушной трубки. После этого выход воздуха из-под стакана прекращается и воздушное давление в нем по мере заполнения бака начинает возрастать. Уровень воды в главном сифоне и регуляторе понижается, в то время как горизонт ее в другой.
Когда горизонт воды в баке достигнет наивысшего уровня, а горизонт воды под стаканом достигнет верхнего края отводной трубы, уровень воды в регуляторе напора упадет до нижнего его колена , а в главном сифоне — до уровнятакже почти у нижнего колена. В следующий момент гидравлический затвор в регуляторе напора прорвется, давление под стаканом упадет до атмосферного, вследствие чего вода из бака устремится в главую трубу и будет вытекать из нее до тех пор, пока горизонт в баке не упадет до уровня А нижнего колена воздушной трубки. Как только через нее воздух проникнет под стакан, действие сифона приостановится, причем колено регулятора напора, засасывающего во время действия сифона воду из главной отводной трубы, останется заполненным водой.
Для регулирования наивысшего уровня воды в баке, при котором начинают действовать сифоны, верхнюю часть регулятора напора делают подвижной на сальниках; поднимая или опуская переливной патрубок регулятора напора, можно установить начало действия сифона как раз в тот момент, когда уровень воды под стаканом дойдет до края выпускной трубы. Отводную трубу от бака можно устраивать с гидравлическим затвором и без него. Диаметр сифона равен диаметру разводящей трубы. Внутренний диаметр колокола принимают равным двум диаметрам трубы сифона, но он может быть и больше.
По мере вытекания воды из бака радиус действия спринклера, зависящий от напора, постепенно уменьшается и таким образом орошается вся площадь.круга вокруг спринклера. Для более равномерного распределения воды по орошаемой площади дозирующему баку придают такую форму, при которой площадь его горизонтальных сечений на различных уровнях пропорциональна расходу воды из бака в данный момент. Этому требованию с достаточным приближением удовлетворяет форма опрокинутой усеченной пирамиды. Площадь нижнего ее сечения назначают в зависимости от размера выходной трубы; площадь верхнего сечения (соответствующего уровню воды при максимальном напоре) определяется из указанного соотношения.
Расчет водораспределительной системы сводится к определению расхода воды из каждого разбрызгивателя (спринклера), определению необходимого их числа, диаметра разводящей сети, емкости и времени работы дозирующего бака.
Для обычного разбрызгивателя максимальный расход дМакс в зависимости от свободного напора Ясв у насадка может быть определен по рис. 4. 98, составленному для различных диаметров отверстий разбрызгивателей. Максимальный секундный расход, который может быть подан на одну секцию биофильтра,
где п — число разбрызгивателей в одной секции; Рс— площадь одной секции биофильтра, м2;
/р — площадь, орошаемая одним разбрызгивателем, м2. Каждый разбрызгиватель орошает вокруг себя площадь радиусом Я, размер которого зависит от свободного напора у разбрызгивателя. При расположении разбрызгивателей рядами орошаемая площадь составит 78,5% общей площади, а при расположении разбрызгивателей в шахматном порядке —около 90% общей площади. Разбрызгиватели располагают так, чтобы орошаемая площадь одним из них частично перекрывала площади, орошаемые соседними разбрызгивателями. Площадь орошения одним разбрызгивателем /р условно принимают равной площади правильного шестиугольника, вписанного в круг радиусом. В этом случае расстояние между разбрызгивателями равно 1,73 Я, а расстояние между рядами— 1,5.
Величину /р выбирают так, чтобы она не вызывала чрезмерного повышения свободного напора (который обычно принимают равным 1,5 м) и увеличения диаметров трубопроводов спринклерной системы.
Рассчитывать разводящую сеть необходимо с учетом восстановительного напора, который возникает в результате переменного расхода воды вдоль пути ее движения по трубопроводам, а также с учетом местных сопротивлений, возникающих на поворотах, в местах изменения диаметров труб, и пр.
Таким образом, потери напора могут быть подсчитаны по формуле
где УЛЮ — величина, характеризующая потери напора по длине
трубопровода;скорости движения воды в распределительных трубопроводах до и после ответвления; С— коэффициент местного сопротивления; ц — коэффициент восстановления скоростного напора, принимаемый равным около 1. При длинной распределительной сети восстановительный напор можно не учитывать.
Потери напора определяют для наиболее удаленного от дозирующего бака разбрызгивателя. Скорость протока в главной магистральной трубе обычно принимают равной 1 м/с, а в разводящих трубах, на которых установлены стояки с разбрызгивателями, — до 0,75 м/с.
Наименьший суммарный расход воды через разбрызгиватели должен быть больше максимального притока в бак пр. При несоблюдении этого требования разбрызгиватели будут работать непрерывно, что приведет к неравномерному орошению биофильтра и ухудшению его работы. Свободный напор можно определять как по величине минимального расхода, пользуясь графиком , так и по отношению минимального расхода воды из разбрызгивателя к максимальному. Максимальный расход в соответствии с формулой
где А—постоянный коэффициент для насадков данного типа и размера. Минимальный расход соответственно
Во избежание засорения разбрызгивателей свободный напор для них обычно принимают равным 0,5 м. Зная минимальный и максимальный свободный напор и определив соответствующий последнему
расход, по формуле определяют расход при минимальном напоре.
Объем дозирующего бака Ц7 зависит от продолжительности периода между двумя его последовательными опорожнениями, который принимают равным 5—8 мин; продолжительность опорожнения бака 1—5 мин,
средний расход через разбрызгиватели, питаемые данным баком, л/с, приблизительно равный:
максимальный приток сточных вод в бак, л/с; продолжительность опорожнения, мин; число разбрызгивателей, обслуживаемых баком. Рабочую высоту бака Яр определяют по формуле
где — свободный напор при минимальном расходе; мин — потери напора при минимальном расходе, обычно принимаемые равными 0,25 м. Зная рабочую глубину и объем бака и задавшись площадью его нижнего сечения, можно из соотношения Рв1Рв=Ямякс1Чжт определить площадь верхнего сечения.
Иногда искомой величиной является продолжительность опорожнения бака .
Если вычисленное значение 10п не выходит из указанных ранее пределов, значит вместимость бака подобрана правильно. Если продолжительность получается большей, то расчет производят снова, задаваясь другими значениями высоты бака и расхода из разбрызгивателя.
Расчет сифона основан на законе Бойля — Мариотта. Действие сифона начинается тогда, когда избыточное давление Лцзб под колпаком достигает величины, соответствующей максимальному уровню воды в баке. де hx— высота расположения верха разводящей трубы сифона над дном бака.
Регулирующая трубка должна присоединяться к колоколу на высоте не менее /гИзб, считая от колена &2- Диаметр регулирующей трубки принимают равным 19 мм, а воздушной трубки — 25—38 мм.
Сеть укладывают с уклоном с тем, чтобы ее можно было опорожнить в случае необходимости. В конце каждой трубы целесообразно иметь пробку, через которую можно было бы промыть трубопровод чистой водой. Спринклерные головки устанавливают обычно на 0,15 м выше поверхности загрузки фильтра.
|
|
