Реконструкция систем водоснабжения и водоотведения населенных мест

Камеры хлопьеобразования и горизонтальные отстойники. Ка-
меры хлопьеобразования перегородчатого или вихревого типов, как прави-
ло, сблокированы с горизонтальными отстойниками. Назначение камер за-
ключается в создании условий для образования хорошо сформированных 
хлопьев, обладающих достаточно большой гидравлической крупностью. 
Сохранение устойчивого эффекта очистки воды в отстойниках и ос-
ветлителях со взвешенным осадком при гидравлической перегрузке в 

---

63 
значительной мере зависит от качества образующихся при коагуляции 
хлопьев, их многочисленности и плотности. В оптимизации хлопьеобра-
зования важную роль играет процесс смешения воды с реагентами: он 
должен быть кратковременным и проходить в условиях интенсивного пе-
ремешивания со значениями градиента белее 200–300 1/с. 
На многих водопроводных станциях установлены гидравлические 
смесители: вихревые, перегородчатые или дырчатые. Обычно, градиент 
перемешивания в гидравлических смесителях редко превышает 100 1/с, 
а иногда составляет 30–50 1/с. Для улучшения перемешивания, напри-
мер в вихревых смесителях, раствор реагента вводится при помощи 
перфорированных распределительных труб, причем истечение раство-
ра из отверстий сопровождается образованием затопленных струй, а 
градиент скорости истечения несколько повышается (до 120–150 1/с). 
Наиболее радикальным следует считать размещение в существующих 
смесителях камер механического высокоградиентного перемешивания с 
использованием мешалок различных типов. 
Профессор Г.И. Николадзе [40] за-
мечает, что механическое перемеши-
вание позволяет сократить необходи-
мую продолжительность пребывания 
воды в отстойниках или осветлителях 
со взвешенным осадком, т.е. увеличить 
их производительность сравнительно с 
расчетной. Кроме того, одновременно 
достигается и серьезная (до 25 %) эко-
номия коагулянта. Об эффективности 
высокоградиентного механического пе-
ремешивания свидетельствует и гра-
фик на рис. 5.8 (линия 3). 
Процесс хлопьеобразования в об-
работанной коагулянтами воде зависит 
от его продолжительности и режима 
перемешивания. Комплексный показа-
тель, по которому можно судить о пер-
спективах хлопьеобразования – крите-
рий Кэмпа, равный произведению про-
должительности перемешивания и гра-
диента ее скорости. Оптимальные значения критерия Кэмпа назначают-
ся с учетом вида реагента, мутности, цветности и РН воды и чаще всего 
составляют несколько десятков тысяч единиц. Во избежание измельче-
ния хлопьев градиент скорости принимается не более 50–60 1/с. 
Перегородчатые камеры хлопьеобразования рассчитываются на пребы-
вание воды в течение 1200–1800 секунд, а вихревые – 450–1000 секунд. 
О
пт
ич
ес
кая 
пло
тн
ос
ть
, с
м
–1
Продолжительность
отстаивания, мин 
Рис. 5.8. Влияние механическо-
го перемешивания в смесителе 
(СМ) и камере хлопьеобразова-
ния (КХ) на процесс осветления 
воды при отстаивании: 1 – без 
перемешивания; 2 – низкогра-
диентное перемешивание КХ;
3 
– высокоградиентное пере-
мешивание в СМ; 4 – переме-
шивание в СМ и КХ 

---

64 
Улучшение гидравлических условий пребывания воды в вихревых 
камерах повышает их производительность. Особое внимание следует 
обратить на конструкции узла подачи и отведения воды. На рис. 5.9. 
приведена схема реконструкции вихревых камер водопроводной стан-
ции г. Челябинска [19]. По проекту сбор воды в камерах производился 
незатопленными желобами, снабженными окнами для приема воды. 
При эксплуатации желоба оказа-
лись затопленными, что привело к 
неравномерному поступлению во-
ды только на конечных участках 
желобов. В результате рабочая зо-
на оказалась уменьшенной, а ко-
эффициент использования объема 
(см. формулу (5.5)) составил 2.8. 
При реконструкции желоба были 
перекрыты полутрубами, отверстия 
в которых создавали гидравличе-
ские сопротивления, достаточные 
для равномерного поступления во-
ды по всей длине желобов. В ре-
зультате коэффициент использова-
ния объема составил 1,75, а объем 
рабочей зоны существенно возрос. 
Повышение производительности камер достигается за счет сокраще-
ния продолжительности процесса, для чего следует создавать специаль-
ные, более благоприятные условия хлопьеобразования. 
Хлопьеобразование улучшается в псевдосжиженном слое зернистого 
материала, на поверхности частиц которого идет контактная коагуляция 
водных загрязнений и гидроксидов металлов (железа, алюминия).
Из зашламленного псевдосжиженного слоя выносятся хорошо сформи-
рованные хлопья, поступающие с потоком воды в отстойник. 
В качестве зернистого материала используют природные и керамзи-
товые пески, дробленый антрацит, а также гранулы вспененного полисти-
рола, образующие плавающий фильтр, который сверху удерживается 
сеткой. Восходящая скорость в камерах с песчаным псевдосжиженным 
слоем в зависимости от материала и размера фракций песка достигает 
3
–4 мм/с, а нисходящая, в случае применения полистирола – до 5–6 мм/с. 
В результате представляется возможным существенно увеличить нагруз-
ку на единицу объема камер (в 3–4 раза). 
Контактные камеры хлопьеобразования рекомендуются при очистке 
маломутных цветных вод. Помимо интенсификации хлопьеобразования 
их применение улучшает седиментационные свойства хлопьев. Воздуш-