Podstawy i technologie uzdatniania wody9

108

Rys. 21: Szkic osadnika prostokątnego o przepływie podłużnym (V: natężenie przepływu w m³/h; w: prędkość przepływu poziomego w m/h; wc prędkość sedymentacji w m/h; l, h, b: długość, wysokość, szerokość w m)

Czas przebywania U wody w osadniku musi być przynajmniej taki, żeby cząstki o prędkości sedymentacji w_s mogły w nim przebyć drogę h. Z tego wynika, że:

(16)

h _ I _ l-b-h w_s w V

W_s

V _ V I- b A

(17)

Schematycznie rzeczywistą sedymentację cząstek przedstawiono na rysunku 22.

Rys. 22: Przekrój pionowy osadnika o przepływie poziomym

Przeciągnięta linia (przy w ~ w_s) ukazuje drogę cząstki w osadniku prostokątnym o przepływie poziomym w warunkach wyidealizowanych. W rzeczywistości mogą jednak oprócz efektów opisanych w rozdziale 3.2 wystąpić inne, wpływające na przebieg sedymentacji zawieszonych substancji. Zależą one od lokalizacji i kształtu osadnika. Tak więc np. nigdy nie występuje założony w powyższych obliczeniach przepływ tłokowy. Nie uwzględniono również zmian profilu przepływu wskutek konwekcji a także niekorzystnych efektów ze strony urządzeń zgarniających szlam.

3.3.2. Warianty techniczne instalacji sedymentacyjnych

Przeważająca liczba urządzeń do sedymentacji w zakładach wodociągowych służy do rozdzielania wytworzonych wcześniej kłaczków, podczas gdy instalacje bez kłaczkowania wykorzystuje się do podczyszczania wód rzecznych o podwyższonej zawartości mętów?, np. przed urządzeniami do infiltracji wzbogacającej wody gruntowe. W przypadku ostatnim, dość często stosuje się prostsze układy jak przegrody wstępne lub dawniejsze osadniki infiltracyjne, mogące równocześnie służyć jako rezerwuary wody surowej i zbiorniki ziemne z usypanym obwałowaniem oraz szczelnym dnem. Budowle do sedymentacji wstępnej stawia się przede wszystkim, gdy zawartość mętów w wodzie surowej w czasie intensywnych opadów przekracza nawet 1 g/1, a podłączone instalacje do koagulacji z separacją bywają przeciążone lub gdy sterowanie koagulacją w przypadku pojawienia się szczytowych zmętnień jest utrudnione. Sedymentacja wstępna przeważnie stosowana jest w krajach zwrotnikowych i podzwrotnikowych, w których podczas ulewnych deszczów woda rzeczna może przenosić ogromne ilości ciał stałych, nawet powyżej 50 g s.m./l, a wartości zmętnienia w ciągu godzin z kilku FNU mogą zwiększyć się powyżej 1000.

Tabela 6: Warianty instalacji do sedymentacji

Formy konstrukcyjne	• osadniki prostokątne, długość > szerokości • osadniki radialne • osadniki, wieloboczne (zróżnicowana technika odszlamiania)
Rodzaj przepływu	• poziomy (w radialnych: od wewnątrz na zewnątrz lub na odwrót) • pionowy (diagonalny, wstępujący lub zstępujący)
Elementy wbudowane	• bez takich elementów • płyty równoległe • moduły rurowe • płyty ze wstęgą falistą • układy ze zgarniakami osadów
Kryteria projektowania	• obciążenie powierzchni, Q/A (m/h) • głębokość osadnika • ukształtowanie wlotu i wylotu do kontrolowania przepływu