лоток вентури что это такое
ВОДОМЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ
Расходы сточных вод, поступающих на очистные сооружения или отдельные группы сооружений, а также расходы стоков, отводимых от этих сооружений, измеряют в напорных трубопроводах (в насосных станциях, дюкерах, подводящих или отводящих напорных участках коллекторов и т. п.). Измерение в напорных трубопроводах более точно и надежно, чем в безнапорных (открытых) каналах, и связано с меньшими потерями напора.
Измерение в напорных трубопроводах расхода сточных вод при содержании механических примесей более 1000 мг/л следует производить при помощи труб Вентури с конической входной частью.
Измерение расхода сточных вод с меньшим количеством механических загрязнений можно производить при помощи труб Вентури, снабженных соплом Вентури.
Наиболее точным и надежным измерительным устройством для контроля расхода сточной воды в прямоугольных каналах шириной 450— 2400 мм являются лотки Вентури (табл. 4.68).
Размеры лотков Вентури для измерения расхода сточных вод в открытых прямоугольных каналах (рис. 4.156)
Пределы измерений расхода с точных вод, м3/ч
Рис. 4.156. Лоток Вентури для измерения расхода воды
/—подводящий лоток; 2 — установка дифманометра в шкафу (вариант I); 3 —отводящий лоток, 4 — контрольное сеченне лотка; 5 — установка дифманометра в колодце (вариант И)
Кости зависит только от уровня в контрольном сечении. В зависимости от способа отбора импульса и установки дифманометра запроектированы два варианта водоизмерительных лотков: I вариант — со шкафом и П вариант — с колодцем.
Для определения расхода замеряется высота слоя воды в контрольном сечении.
Лотки Вентури можно выполнять из железобетона или металла. Для’ измерения расхода агрессивных по отношению к металлу или железобетону сточных вод поверхности лотков, соприкасающиеся со сточными водами, должны быть футерованы коррозионностойким материалом (листовым винипластом, стеклопластиком и т. п.) или покрыты антикоррозионными материалами, например путем напыления.
Основное уравнение расхода, м3/ч, измеряемого при помощи лотков Вентури, имеет вид
Где b — ширина горловины лотка, м; Я— напор в контрольном створе, м; Се— коэффициент расхода (0,927—0,988);
Cv — коэффициент, учитывающий влияние скорости в подводящем канале (1,002—1,147).
Для измерения расходов от 50 до 1000 л/с невзрывоопасных сточных вод, имеющих нейтральную среду, применяется и пропорциональный
Рис. 4.157. Пропорциональный водослив с дифманометром, установленным «под уровень»
1 — пропорциональный водослив: 2 — колодец для дифманометра
Рис. 4.158. Лоток Паршаля для измерения расхода воды / — подготовка из бетона марки 50—100; 2 — железобетонное днище; 3 — газовая труба, D== 65 мм
Для измерения расхода воды в открытых каналах на канализационных станциях применяют также лотки Паршаля, работающие по прин-
Размеры, мм, пропорциональных водосливов для измерения расходов сточных вод
Цилу сжатия потока (рис. 4.158). В таких лотках потери напора меньше, чем, например, в измерительных водосливах. Кроме того, они не создают препятствий для прохождения твердых частиц, которые могут быть в сточной воде. Конструкция лотка стандартная.
Водомерный лоток этого типа состоит из следующих основных частей: подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. Лоток устанавливают на канале прямоугольного сечения шириной не менее 40 см.
Расход воды, проходящей через лоток, определяют из гидравлических зависимостей между расходом Q и изменением уровня, вызываемым сужением потока, а также изменением скорости в лотке.
В средней части (горловине) боковые стенки лотка строго вертикальны и параллельны, а дну придан уклон 0,375 в сторону движения воды. К горловине с обеих сторон примыкают подводящий и отводящий раструбы с расходящимися к концам лотка стенками. От ширины горловины лотка 6 зависят длина подводящего раструба и ширина входа и выхода лотка. Для водомерных лотков при 6>30 см длину подводящего раструба по оси лотка, см, принимают равной: 1 = 0,5 b—120; ширину входа, см, А —1,2 6+48; ширину выхода, см, 5 = 6+30; длину горловины /2 = 60 см, а длину отводящего раструба по оси лотка k = 90 см. Дно подводящего раструба выполняют горизонтальным, а дно отводящего раструба — с обратным уклоном (к горловине), равным 0,166.
Для определения расхода воды в таких незатопленных лотках необходимо измерить только глубину воды Я перед лотком, до начала кривой спада, в сечении //—II. Эта глубина может быть измерена при помощи дифманометра с самопишущими приборами, имеющими привод от часового механизма или электродвигателя с дистанционной передачей измерений, что позволяет определить расход воды в любой момент времени, а также суммарный суточный расход. Водомерные лотки переменного сечения изготовляются из монолитного железобетона.
Расход сточных вод Q, м3/с, при свободном истечении определяют по следующим эмпирическим формулам:
Где п — показатель степени, принимаемый:
Размеры измерительных лотков (см. рис. 4.158)
Пропускная способность лотка, л/с
Формулы (4.307) и (4.307а) для определения расхода могут применяться в тех случаях, когда глубина воды над порогом водослива в точке Г меньше 0,5# для лотков с 15 см и меньше 0,7Н для лотков с Ь^ ^30 см.
Размеры измерительных лотков в зависимости от расхода указаны в табл. 4.70.
При измерении больших расходов воды лотком Паршаля (от 3000 до 11 000 л/с) зависимость между глубиной в сечении //—// и расходом воды выражается формулой (при свободном истечении) при 6 = 4,5 м:
Лотки Паршаля могут применяться для измерения как малых, так и больших расходов воды, обеспечивая при этом высокую точность измерения.
Самопишущий прибор для определения уровня устанавливают в здании. Наиболее широкое применение нашел прибор Э-610. В задней стенке этого прибора просверливают отверстие и выводят наружу ось прибора (для этого наращивают ось). К выступающей части оси прикрепляют стержень, на другом конце которого укреплен цилиндрический поплавок, плавающий на поверхности воды успокоительного колодца, расположенного сбоку от водомерного лотка. При измерениях уровня воды в лотке поплавок совершает радиальные движения, которые фиксируются в уменьшенном масштабе пером стрелки регистрирующего прибора. При движении диска на нем записывается суточная диаграмма уровней жидкости в водомерном лотке. Прибор должен быть протарирован. Для удобства пользования прибором обычно составляют таблицу, которая дает возможность по каждому показанию диаграммы быстро определять расход воды.
Кроме основного прибора в помещении контрольно-измерительных приборов очистных сооружений ставят и дублирующий прибор Э-610, который включен в электрическую схему основного прибора. Положение стержня в катушке первого (основного) прибора зависит от положения поплавка в колодце. Стержень в катушке дублирующего прибора повторяет автоматически положение первого стержня.
Для правильной работы водомерных лотков указанного типа участок канала на расстоянии 15 м выше места установки водомерного лотка должен быть прямолинейным в плане, русло участка канала должно быть прямоугольным с одинаковым уклоном по длине, а ось лотка должна совпадать с продольной осью прямолинейного участка канала.
Соединение горловины с выходной частью подвергается размыву, вследствие чего бетонные конструкции разрушаются. Применение сборных металлических горловин предотвращает разрушение лотков, что необходимо учитывать при их конструировании.
Определение расхода воды может быть произведено, хотя и несколько менее точно, по тарированной рейке в обычном лотке. Для потоков с устойчивым руслом существует постоянная однозначная зависимость между расходом Q и глубиной потока Я. Установив однажды эту зависимость и изобразив ее в виде кривой, в дальнейшем достаточно замерять только глубину потока; соответствующий ей расход воды находится по этой кривой. Тарирование рейки производят одновременным измерением расхода воды в канале (вертушкой, водосливом, барометром) и уровня воды по закрепленной в канале рейке.
Для тарирования рейки и замеров расхода выбирают прямой участок лотка или канала. На этом участке рядом с каналом устраивают карман (успокоительный колодец) размером 0,3X0,3 м в плане, в котором устанавливают рейку. Карман соединяется с лотком или каналом через отверстие в рдзделяющей их стенке; отверстие следует располагать ближе к дну канала с таким расчетом, чтобы в него не могли поступать всплывающие на поверхность воды нефть и жировые вещества. В кармане движения воды нет и поверхность ее будет находиться в покое, что позволит делать отсчеты с большей точностью. Перед тарированием рейки весь участок канала должен быть очищен от наносов. При тарировании рейки водослив должен быть установлен выше кармана по течению на расстоянии не менее 2—3 м.
К водомерным устройствам для сточных вод предъявляются специальные требования. Водомерное устройство не должно задерживать наносов, быть надежным при малом перепаде, т. е. при небольшей потере напора в водомере.
Повышенную точность измерения расходов сточных вод можно достигнуть применением сборных пластмассовых измерительных лотков и водосливов, разработанных Союзводоканалпроектом.
Грабельные решетки, песколовки и лоток Вентури. Как очищают канализационные стоки в Воронеже
Грабельные решетки, песколовки и лоток Вентури. Как очищают канализационные стоки в Воронеже
Последний год воронежцы часто жалуются на неприятный запах в городе. Винят в этом очистные сооружения. Однако не все понимают, по какому принципу они работают, а также почему появляется вонь. РИА «Воронеж» разобралось в технологии очистки стоков на примере Правобережных очистных сооружений канализации (ПОС) «РВК-Воронеж». Экскурсию провел начальник предприятия Юрий Внуков.
Какая вода попадает в ПОС?
Предприятие принимает стоки с правобережной части Воронежа, а также с Семилук. Вообще ПОС рассчитаны на хозяйственно-бытовые и промышленные стоки. Ливневую канализацию должна эксплуатировать специализированная организация. Тем не менее на Правобережные очистные попадают и стоки с городских улиц.
Очистные сооружения рассчитаны на прием до 280 тыс. кубометров в сутки, поступает туда ежедневно 200 тыс. кубометров стоков.
Первый этап. Механическая очистка
Очистка от мусора
Стоки с городской канализации попадают на очистные сооружения через три коллектора (один 2,5 м в диаметре и два по 2 м). Вода поступает в приемную камеру.
После этого вода проходит через две распределительные чаши. На каждой из них есть затворы, равномерно направляющие потоки. Стоки попадают на «грабельные решетки», которые отсеивают крупнодисперсный мусор. Задерживают все то, что люди сливают в канализацию, а также мусор, который попадает через ливневки: остатки еды, бумагу, тряпки, бутылки.
Мусор по транспортной ленте сваливают в контейнеры, после чего его на машинах вывозят на полигон твердых бытовых отходов.
Вода поступает для дальнейшей очистки самотеком.
Очистка от песка
После очистки от мусора вода поступает на песколовки – каналы, проходя по которым, стоки избавляются от песка. Частицы проходят вместе с водой и под силой тяжести осаждаются вниз.
Затем при помощи гидроэлеватора песок удаляется из песколовок.
– Это важный процесс: если песок не будет задерживаться на этом этапе, он испортит оборудование, насосы, запорную арматуру, трубопровод, – пояснил Юрий Внуков.
Первичные отстойники
Вода равномерно через распределительные чаши уходит на первичные отстойники.
Там стоки находятся от полутора до двух часов. Осадок (взвешенные частицы, которые не осели на песколовках) уходит вниз, где скребковый механизм от края чаши сгоняет его в центр. Вверху остается жир, жироуловитель направляет его в колодец. Затем жир и осадок насосом откачивают в цех механического обезвоживания.
– Всего восемь отстойников. В работе находятся пять, два в резерве, один в ремонте. Капитальный ремонт отстойников проводится каждый год. Когда воды поступает слишком много, к примеру во время ливней, включаются резервные отстойники, – рассказал Юрий Внуков.
Второй этап. Биологическая очистка
Аэротенки
Стоки попадают на аэротенки – большие бассейны, которые имеют систему подачи воздуха, перемешивания и распределения воды для создания условий роста и развития активного ила.
В одном грамме ила содержится более 17 тыс. микроорганизмов, которых насчитывают более 20 видов. На очистных – четыре аэротенка. Вода на этих площадках находится пять часов.
– В реках вода от примесей чистится естественным способом. У нас идет принудительное очищение. Подается кислород, активный ил живет, размножается, «поедает» вредные вещества в стоках. Процесс такой же, как в естественных водоемах, – рассказал начальник ПОС. – Чтобы ил жил, мы создаем условия. Так, поддерживаем температуру воды 15 градусов. Кислород подается со станции воздуходувок.
В июне 2018 года внедрили технологию нитри-денитрификации, обеспечивающую удаление из сточных вод загрязняющих элементов: азота и фосфора. В разумных пропорциях они необходимы, но их избыток вызывает цветение и заболачивание водоемов. Технология позволяет регулировать их количество в очищенной воде с помощью чередования кислородных и бескислородных зон аэротенков.
Вторичные отстойники
После аэротенков вода вместе с активным илом попадает на вторичные отстойники, где находится полтора-два часа.
Там ее очищают от ила. При очистке стоков количество активного ила постоянно увеличивается, поэтому только его часть возвращается обратно в аэротенки при помощи насоса. Лишняя часть (избыточный ил) поступает в цех механического обезвоживания осадка.
Вторичных отстойников на очистных 12 – работают шесть, один в ремонте, пять в резерве.
Если в первичных отстойниках вода мутная, то во вторичных уже прозрачная. В воде после вторичных отстойников, уже в так называемом «лотке Вентури», живут рыбки гуппи, а вокруг летают чайки.
Обеззараживание
После аэротенков вода уходит в специальный лоток, где она обеззараживается гипохлоритом натрия. После этого ее по каналу сбрасывают в ручей Песчаный лог (также называют Голубой Дунай), откуда она стекает в Дон.
– В Голубой Дунай попадают не только стоки очистных сооружений, но и со всей неканализованной части Коминтерновского района. То есть частный сектор самостоятельно прокладывает трубы, чтобы избавиться от нечистот. Получается, что большая часть людей сбрасывает в реку неочищенные отходы. Это влияет на появление неприятного запаха, – подчеркнул глава ПОС.
Третий этап. Цех механического обезвоживания осадка
Цех был введен в эксплуатацию в декабре 2018 года.
Технология подразумевает удаление из илового осадка влаги. Под землей находятся три резервуара. В один попадает активный ил, во второй – осадок, в третьем они смешиваются. Влагу из осадка удаляют при помощи центрифуг (декантеры), используя флокулянты (сухое вещество, добавляемое в осадок перед обезвоживанием). Осадок разделяют на так называемый кек (сухое, твердое вещество) и воду. Кек не имеет запаха, он в дальнейшем может использоваться как почвогрунт для рекультивации полигонов ТБО. Кек на машинах вывозят на полигоны. В день заполняют до 16 машин по 10-11 т каждую. Воду возвращают в приемный колодец цеха механической очистки, где она вместе с остальными стоками проходит заново все стадии очистки.
До строительства цеха механического обезвоживания осадка ил и осадок вывозили на иловые карты в Тепличный. Там они «сохли» естественным путем. Подсушка занимает до трех лет. Когда субстанция высыхает, проводят лабораторные исследования. Если все показатели в норме, содержимое площадок вывозят на полигон ТБО – основное требование, чтобы вещество было пятого класса опасности (к нему относятся вещества, которые представляют наименьшую опасность, воздействуют на окружающую среду в низкой степени). Иловые карты занимают площадь в 112 га. Естественно, от площадок идет неприятный запах.
Контроль за сливами. Как в Воронеже борются с неприятным запахом от ЛОС
– Карты были запроектированы и построены в 1970-е годы. Тогда жилого сектора вокруг не было, поэтому неприятный запах никого не волновал. Уже в 1990-е рядом с площадками построили коттеджный городок. Затем высотные дома. Из-за этого потоки воздуха не проходят должным образом, появляется неприятный запах, – рассказал Юрий Внуков. – Цех механического обезвоживания осадка решит эти проблемы. Но для того, чтобы рекультивировать иловые карты, их содержимое должно полностью высохнуть, поэтому мы расчищаем территорию постепенно. Правда, есть беда с несанкционированными выбросами на иловые карты. Мы пытаемся с этим бороться, обращались в полицию. Территория очень большая – даже если бы мы сделали ограждения, несанкционированные выбросы не прекратились бы.
Лаборатория
На территории очистных сооружений работает лаборатория, которая проводит контроль всех этапов очистки поступающих стоков. Проверяют биологические показатели активного ила аэротенков, осадков, которые образуются после разных этапов очистки (песок, сырой осадок первичных отстойников, избыточный активный ил аэротенков).
Анализ активного ила необходим для оценки его способности поглощать загрязняющие вещества. Ил проверяют раз в декаду.
– Ил – живой организм, который сигнализирует, если что-то не так. Когда происходит токсический выброс, живой организм начинает защищаться. Какие-то бактерии умирают, или начинают быстрее делиться, или на них появляются цисты – новообразования. Именно факторный анализ позволит нам оперативно узнать об этом, чтобы принять соответствующие меры, – рассказала бактериолог лаборатории очистных сооружений ООО «РВК-Воронеж» Елена Журавлева.
В лаборатории создана группа по отбору проб промышленных предприятий – регулярно анализируют сточную воду, поступающую от абонентов. Кроме того, на базе лаборатории проводят эксперименты, направленные на улучшение методов очистки.
Справка РИА «Воронеж»
Концепцию правобережных очистных сооружений создал институт «Воронежгражданпроект» в 1960-е годы. Первая очередь была производительностью 260 тыс. кубометров в сутки. Ее ввели в эксплуатацию в 1972 году. Запуск второй очереди прошел в декабре 1982-го. Тогда проектная мощность очистных увеличилась до 400 тыс. кубов. Из-за отсутствия в то время финансирования от строительства блоков доочистки, обезвоживания и обеззараживания решили отказаться.
Принцип работы и область применения трубки Вентури
Труба вентури (расходомер) считается измерительным и очистительным устройством, с помощью которого инженеры измеряют расход газа, паров и других жидкостей.
Трубка Вентури считается измерительным и очистительным устройством
Подобный трубный расходомер Вентури делают из специальных материалов, которые хорошо переносят в конкретную среду или же обрабатывают изнутри определёнными влагоустойчивыми и прочими химвеществами.
Подобный измеритель расхода тепла изобрёл итальянский учёный-физик Джованни Баттиста Вентури. Такую трубку устанавливают в различных трубопроводах (наклонных, вертикальных и горизонтальных).
В этой статье подробно разобран принцип работы трубы вентури, а также говорится о том, как ставится трубка вентури своими руками и делается инжектор вентури своими руками.
КОНСТРУКЦИЯ ТРУБОК ВЕНТУРИ
Трубка Вентури — вертикальное трубное изделие (распылитель) с пережимом.
Внешне такая трубка является трубопроводной конструкцией с перетяжкой.
Подобное трубное изделие состоит из патрубка, на котором установлена кольцевая камера, и горловины с несколькими отверстиями, регулирующих давление. При этом отверстий должно быть 4 как минимум.
Подобное трубопроводное изделие обладает конической и цилиндровой формами, имеет сопло Вентури и диффузор.
Такой расходомер делают в 2 вариантах — стандартную (длинную) или укороченную, в зависимости от длины диффузора.
При этом, если диаметр расходомера больше установленного диаметра диффузора, трубка Вентури — укороченная, а в случае одинаковых диаметров — длинная.
В зависимости от возведённой трубопроводной конструкции такая трубка бывает 2 видов — цельной или сделанной из нескольких элементов.
СХЕМА ДЕЙСТВИЯ ТРУБКИ: ПРИНЦИП РАБОТЫ
Трубное изделие Вентури имеет сопла. Трубные сопла Вентури работают таким образом:
– в пережиме на газ попадает водяная жидкость из форсунки, а скорость потока воды повышается в 3 раза:
– струи воды направляются перпендикулярно газовому потоку;
– газ очищается до степени 30–100 мг/м2 — вне зависимости от начальной запылённости. При этом показатели очистки подобного расходомера связаны с такими 2 факторами — расходом водяной жидкости (0,7 л/нм3) и скоростью газового потока.
Размер пережима равен 500–550 мм;
Производительность подобного расходомера равна 180 000 м3/ч.
КЛАССИФИКАЦИЯ ТРУБОК ВЕНТУРИ: А МОЖНО ЛИ СДЕЛАТЬ ЕЕ СВОИМИ РУКАМИ
Такие трубные расходомеры классифицируют по 2 параметрам:
– по виду входного конуса;
– по конструкции самой трубки и материалу, из которого она сделана.
В первой случае монтажники используют такие виды расходомеров Вентури:
1. трубные изделия, которые имеют необработанный литой конус. Такие трубки делают путём литья конуса в песочную форму, после которого обработка конуса трубного изделия прекращается. В подобной ситуации мастера обрабатывают только горловину и закругление, которое находится между цилиндром и конусом трубного изделия; 2. трубопроводные изделия, которые имеют обработанный литой конус — изготавливается также посредством литья. Однако, мастера в подобной ситуации делают предварительную обработку конуса и цилиндра трубного изделия.
3. трубопроводные элементы, имеющие конус, который сделан из листовой стали с помощью использования сварки.
Участки между конусом и цилиндром трубного изделия делают круглыми или не закругляют. Трубка вентури изготавливается по строгим правилам.
Во втором случае, по типу конструкции самого расходомера, применяют такие трубки:
– трубные изделия, которые состоят из цельной трубки;
– трубки, сделанные из различных составных частей, которые соединяют сочетающихся друг с другом с помощью применения резьбового и иного соединения.
В некоторых случаях монтажники используют такие расходмеры в виде высокоскоростного и прямоточного газопромывателя (ГВПВ).
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРУБОК ВЕНТУРИ: ДИФФУЗОР В ДЕЛЕ
Основные преимущества расходомеров. Применение трубок Вентури в промышленности даёт несколько подобных преимуществ по сравнению с иными измерительными приборами:
1. эффект — принцип Вентури заключается в следующем: при применении подобных трубок уровень давления в трубе практически не изменяется, в результате чего в трубках не возникает никаких звуков и шумов;
– при использовании подобного прибора в трубопроводной системе не образуются никаких отложений;
3. такие трубные изделия имеют повышенную износостойкость и считаются долговечными;
4. подобные трубопроводные изделия имеют высокую надёжность и хорошую точность измерения.
Также подобный измерительный прибор можно долго использовать в промышленных условиях.
ПРИМЕНЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ТРУБОК ДЛЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ, ГАЗОВОГО КОТЛА: ПРАВИЛЬНЫЙ РАСЧЕТ
Расходомеры Вентури используют в таких устройствах, как скруббер.+ Скруббер Вентури считается трубным устройством — газопромывателем, который очищает газ от пыли.
Подобный прибор имеет высокую производительность.
Подобный скруббер работает таким образом:
– сначала в расходомер, который имеет форсунки для подачи воды, поступают загрязнённые газовые потоки. При этом конусное сечение трубного изделия становится уже — и смесь газа и жидкости движется быстрее. В подобной ситуации, образуется турбулентность;
– далее, турбулентность дробит газовый поток и воду на маленькие капельки, в результате чего на них появляются частицы;
– затем, при поступлении потока в самую широкую часть устройства, его скорость становится меньше, а турбулентность — падает;
– в итоге водяная жидкость собирается в большие капли и оседает на дно, а очищенный газовый поток снова попадает в атмосферу.
Подобное трубное изделие устанавливают в инжекторе. Инжектор Вентури устанавливают в специальном струйном насосе.
Такое насосное устройство сжимает газовые потоки, пары жидкости и подаёт их в ёмкости с высоким давлением, которые вырабатывают теплоэнергию.