родных жидкостей, при больших скоростях эти потерн близки по величине.

Для оценки характера и закономерностей течения вязкопластичных жидкостей, таких как глинистые растворы, меловые суспензии, торфяная гидромасса, осадки сточных вод и др., пользуются критериями подобия.

г П

90 92 9k 36 97 Влажность осайка,*А

Рис. 4.77. Зависимость вязкости и динамического сопротивления сдвигу осадка от его влажности (по данным Ю. М. Ласкова)

Рис. 4.78. Зависимость коэффициента сопротивления Х от обобщенного критерия Рейнольдса Re*

Обобщенный критерий подобия течения вязко-пластичных жидкостей записывается в следующем виде:

Re* =

л . jL isL

pud 6

(4.123)

где Re* - обобщенный критерий Рейнольдса;

р - плотность массы;

V - скорость движения массы;

d - диаметр трубопровода., Заметим, что при то = 0 критерий Re* переходит в обычный 1фите-рий Re.

На рис. 4.78 приведена зависимость коэффициента сопротивления трения к от обобщенного критерия Рейнольдса Re*. Из этого графика следует:

1) при движении осадков в трубах наблюдаются два режима - структурный и турбулентный; переход от структурного режима к турбулентному происходит при Re*p =2000...5000;

2) при структурном режиме коэффициент Х может определяться по формуле

к = 64/Re*;

3) при турбулентном режиме коэффициент % практически не зависит от величны Re*; потери напора при движении осадков и однородных жидкостей практически одинаковы и коэффициент может быть определен по любой квадратичной формуле, используемой при расчете канализационной сети.

Для определения потерь напора hn в илопроводе при любом режиме течения следует пользоваться формулой Дарси - Вейсбаха:

"==T2g

где Я - коэффициент сопротивления трения по длине, определяемый для различных режимов течения по-разному; / - длина илопровода;

Рис. 4.79. Зависимость критической влажности осадка

скорости от

до 91 92 93 git 96 96 97 Впажиошь осадпОу %

Рис. 4.80. Зависимость коэффициента местных сопротивлений t, от обобщенного критерия Рейнольдса Re* (по данным Ю. М. Ласкова)

t Vi 4 - для крестовин на повороте при диаметре труб соответственно 100 и 150 мм; 2, 7 и S - для колен при диаметре труб соответственно 100, 200 и 150 мм; 3 и 5 - для тройников при повороте для диаметров труб соответственро 100 и 150 мм; 6 - для перехода а!=150 мм; Р-для тройника при переходе d=lOO мм

2000

JfOOO

6Q00

8000

fOOOORfi

b - диаметр илопровода; V - скорость движения осадка в трубе. Значения Re*p и Укр зависят от материала труб или абсолютной шероховатости ki. Для илопроводов из стальных и асбестоцементных труб h следует принимать равной 0,15 мм, а из чугунных труб - 1,5 мм.

Значения критической скорости Укр для илопроводов из новых стальных труб rf=100...400 мм приведены на рис. 4.79.

Потери напора в фасонных частях, установленных на илопроводах, следует определять по рис. 4.80.

Глава XIX

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

§ 106. МЕТОДЫ ПОЧВЕННОЙ ОЧИСТКИ сточных вод

Методы почвенной очистки сточных вод основаны на способности самоочищения почвы; осуществляется такая очистка на полях орошения или на полях фильтрации.

Полями орошения называются специально подготовленные и спланированные земельные участки, предназначенные для очистки сточных вод и для выращивания на них сельскохозяйственных культур.

Если земельные участки предназначаются только для очистки сточных вод, они носят название полей фильтрации.

Очистка сточных вод в обоих случаях происходит в результате совокупности сложных физико-химических и биологических процессов.

Сущность процесса очистки состоит в том, что при фильтрации сточных вод через почву в верхнем ее слое задерживаются взвешен-

ные и коллоидные вещества, образующие на поверхности частичек почвы густозаселенную микроорганизмами пленку. Эта пленка адсорбирует на своей поверхности растворенные органические вещества, находящиеся в сточных водах. Используя кислород, проникающий из атмосферы в поры почвы, микроорганизмы переводят органические вещества в минеральные соединения. Таким образом, наличие кислорода является необходимым условием нормального хода процесса. Так как с точки зрения кислородного режима верхние слои почвы (0,2-0,3 м) находятся в более благоприятных условиях, то именно в этих слоях и происходят наиболее интенсивное окисление органических веществ и процесс нитрификации. По мере углубления количество кислорода в почве быстро уменьшается и, наконец, наступает зона анаэробиоза, где окисление органических веществ, проникающих сюда в виде растворов, происходит только за счет процесса денитрифи-кации, так как в зону анаэробиоза сточные воды попадают с большим запасом нитритов. Отсюда вытекают требования, которые предъявляются к отводимой под поля орошения или фильтрации территории, к свойствам грунтов, а также к качеству и объему сточной воды, которая может быть очиа\ена на 1 га площади полей.

Почвенная очистка, в частности использование сточных вод для целей орошения, известна с древних времен. Особенно широкое применение она получила с середины XIX в., когда с развитием промышленности и ростом городов увеличился объем подлежащих удалению с их территории сточных вод. Значительные площади, требуемые для полей орошения в связи с непрерывным увеличением объема сточных вод, и дороговизна пригородных земельных участков заставили в конце XIX - начале XX в. разработать искусственные методы очистки, не требующие больших площадей земли.

Степень очистки сточных вод на полях орошения и полях фильтрации значительно снижается в зимнее время в силу замедления и даже прекращения биологических процессов при низких температурах. В этот период поля всех видов работают преимущественно как накопители, задерживая в почве сточные воды и находящиеся в них вещества путем поверхностного намораживания.

В России первые поля орошения были устроены в Одессе (1887 г.), затем в Киеве (1894 г.) и, наконец, в Москве (1898 г.). Однако в последующем при увеличении объема сточных вод эти* поля орошения были переведены на режим полей фильтрации, а в дальнейшем для большей части стоков заменены сооружениями искусственной биологической очистки.

В условиях социалистического хозяйства при отсутствии частной собственности на землю применение полей орошения может содействовать комплексному решению проблемы благоустройства городов и развития пригородного сельского хозяйства как базы снабжения населения овощами. Поэтому при выборе метода очистки сточных вод и местоположения очистных сооружений необходимо в первую очередь выявлять возможность использования сточных вод для сельского хозяйства и, лишь когда это не представляется целесообразным (по местным условиям, санитарным требованиям или технико-экономическим соображениям), следует осуществлять биологическую очистку в искусственных условиях.

Как уже указывалось, при устройстве полей орошения преследуют две цели: а) санитарную - очистка сточных вод и б) селькохозяйст-венную - использование сточных вод как источника влаги, а содержащихся в ней веществ как удобрения.

Различают следующие виды полей орошения.

1. Коммунальные поля орошения, главной задачей которых является очистка сточных вод, а использование для сельскохозяйственных