Удаление песка зависит не только от осаждения песка. Камера должна обеспечивать подходящие гидравлические условия для целевых частиц, ограничивая при этом количество собираемого ими органического материала.
В песколовках с горизонтальным потоком и аэрированных песколовках это достигается по-разному. Их конструктивные параметры должны подбираться под конкретный процесс, а не копироваться из единого набора стандартных размеров.
Приведенные ниже значения включают предварительные ссылки из широко используемых технических руководств и исходную проектную информацию. Они не являются универсальными спецификациями. Подтвердите окончательные значения в соответствии с применимым стандартом проектирования и документацией на выбранное оборудование.
Песчаная камера с горизонтальным потоком
В камере с горизонтальным потоком сточные воды движутся по каналу с контролируемой скоростью. Конструкция должна позволять целевым частицам осесть до того, как вода достигнет выпускного отверстия.
Скорость потока
В исходной проектной документации указан диапазон скоростей 0,15–0,30 м/с. В других инженерных руководствах в качестве целевой скорости обычно используется примерно 0,3 м/с, при этом опубликованные расчетные диапазоны варьируются в зависимости от метода и целевого размера частиц.
Если скорость слишком высока, часть песка пройдет через камеру. Если оно слишком низкое, органические твердые частицы могут оседать вместе с песком.
Поэтому структура канала и управления потоком должна быть спроектирована так, чтобы поддерживать подходящие условия во всем ожидаемом диапазоне потока. Не следует полагать, что одно и то же значение скорости одинаково хорошо работает как при минимальном, так и при пиковом расходе.
Гидравлическое время удержания
В исходной ссылке указано 30–60 секунд при максимальном расходе. В других руководствах по проектированию обычно используется 45–90 секунд, при этом типичное значение составляет примерно 60 секунд.
Соответствующее время удерживания зависит от размера целевых частиц, характеристик осаждения, размеров каналов, а также условий на входе и выходе. Короткое замыкание может снизить фактическую эффективность разделения, даже если номинальное время удерживания кажется достаточным.
Глубина воды и ширина канала
В исходной ссылке указано:
Эффективная глубина воды до 1,2 м, обычно 0,25–1,0 м.
Минимальная ширина канала 0,6 м.
Это справочные размеры, а не требования для каждой установки. Окончательные размеры должны соответствовать расчетному расходу, количеству каналов, устройствам регулирования потока и выбранному оборудованию для удаления песка.
Вход и распределение потока
Водоприемник должен равномерно распределять сточные воды по каналу. При необходимости меры по рассеиванию энергии и выпрямлению потока могут уменьшить турбулентность и улучшить приближающийся поток.
Неравномерный поток создает зоны, в которых песок может проходить через камеру или образовываться чрезмерные отложения. При расчете эффективной длины осаждения также необходимо учитывать выпускное отверстие и секцию регулирования потока.
Откос дна и сбор песка
Исходная ссылка дает нижний наклон 0,01–0,02. Фактический уклон зависит от способа сбора и способа удаления песка.
Бункер или желоб для сбора должны направлять осевший материал к месту удаления. Если используется скребок, конвейер или другая механическая система, геометрия днища должна соответствовать требованиям оборудования.
Аэрированная песколовка
Аэрированная песколовка использует воздух для создания спиральной или катящейся формы потока. Циркуляция помогает песку осесть, сохраняя при этом большую часть более легкого органического материала во взвешенном состоянии.
Размеры резервуара и время хранения
В оригинальной ссылке даны следующие указания по размерам:
Эффективная глубина воды: 2–3 м.
Соотношение ширины к глубине: примерно от 1:1 до 2:1.
Соотношение длины к ширине: до 5:1.
Эти пропорции следует рассматривать как предварительное руководство по проектированию. В опубликованных ссылках используются разные диапазоны размеров в зависимости от конфигурации резервуара и метода проектирования.
Исходный диапазон времени удерживания составляет 1–3 минуты при максимальном потоке. В рекомендациях Агентства по охране окружающей среды США описывается примерно 2–5 минут как типичный диапазон для аэрированных песколовки, причем окончательное значение зависит от требуемой производительности сепарации и гидравлических условий.
Проектировщик должен проверить время удерживания при заданном расчетном расходе и убедиться, что геометрия резервуара обеспечивает достаточную циркуляцию.
Подача и циркуляция воздуха
Воздух обычно подается через диффузоры, установленные вдоль одной стороны резервуара. Образующийся в результате перекатывающийся поток помогает удерживать более легкие твердые частицы во взвешенном состоянии, позволяя при этом оседать более плотным частицам.
В исходной ссылке указана скорость вихря 0,25–0,30 м/с и скорость горизонтального потока 0,06–0,12 м/с. Перед использованием эти значения должны быть подтверждены с учетом конкретного метода расчета. Эти термины могут относиться к различным компонентам потока, и их не следует рассматривать как взаимозаменяемые.
Исходный показатель подачи воздуха составляет 0,2 м³ воздуха на м³ сточных вод. Это значение не следует использовать в качестве общего расчетного значения без проверки исходного источника и его единиц измерения. Инженерные рекомендации обычно определяют аэрацию в зависимости от длины резервуара или определяют требуемую подачу исходя из геометрии резервуара и условий эксплуатации.
Подача воздуха должна быть регулируемой. Слишком много воздуха может уменьшить улавливание песка, а недостаточная аэрация может привести к оседанию избыточного органического материала в песке.
Положение диффузора
В исходной ссылке диффузоры расположены вдоль одной стороны резервуара, примерно на 0,6–0,9 м над дном.
Конечное положение должно быть согласовано с глубиной резервуара, расположением бункера и требуемой циркуляцией. Диффузоры должны создавать необходимое вращательное движение, не мешая сбору песка.
Перегородки и устройство входа/выхода
Входное отверстие должно подавать сточные воды в направлении, обеспечивающем предполагаемый спиральный поток. Выходное отверстие должно быть расположено таким образом, чтобы уменьшить короткое замыкание и ограничить перенос песка.
Перегородки могут потребоваться там, где геометрия резервуара приводит к неравномерной циркуляции или мертвым зонам. Их расположение должно определяться гидравлическим проектом, а не добавляться автоматически к каждому резервуару.
Контроль пены
Аэрация может образовывать пену в зависимости от состава сточных вод и условий эксплуатации. Если ожидается, что пенообразование вызовет эксплуатационные проблемы, предпримите соответствующие меры по контролю или удалению пенообразования.
Удаление песка и регулярные проверки
Осевшую пыль необходимо удалить до того, как она накопится настолько, что помешает работе камеры. В зависимости от конструкции при удалении может использоваться ручная очистка, механические конвейеры, пескоотсосы или системы эрлифта.
В ходе плановых проверок операторы должны обращать внимание на:
Чрезмерное скопление песка в зоне сбора.
Засорены линии разгрузки песка или точки сбора.
Неравномерный поток или признаки короткого замыкания.
Ненормальный износ механических компонентов.
Проблемы с подачей воздуха или диффузорами в проветриваемых камерах.
Если установлена промывка песка, следует также проверить систему промывки, чтобы убедиться, что она удаляет предполагаемые органические остатки.