Строительная механика
Основы строительной механики
Статически неопределимой называют такую систему, которая не может быть рассчитана по методу сечений с использованием лишь одних условий равновесия, так как она обладает лишними связями. В качестве лишних следует принимать те связи, которые необходимо отбросить из состава заданной, чтобы превратить ее в статически определимую и геометрически неизменяемую систему.
Количество лишних связей, которые следует удалить из статически неопределимой системы для обращения ее в статически определимую и геометрически неизменяемую, называют степенью статической неопределимости.
Следует различать внешне статически неопределимые и внутренне статически неопределимые системы.Внутренне статически неопределимой называют систему, обладающую лишними связями, введенными для взаимного соединения частей системы.
Двухопорная рама с затяжкой (рис. 2.2, а) внутренне один раз статически неопределимой. Статически определимая система (рис. 2.2, б) получена из заданной (рис. 2.2, а) путем разрезания затяжки ab. И при этом взаимодействие частей затяжки заменяется только одной неизвестной осевой силой N . Следовательно, в статически определимой системе, изображенной на рис. 2.2, б, имеем одно лишнее неизвестное N , которое невозможно определить при помощи метода сечений. Поэтому заданная система является один раз статически неопределимой.Если затяжку жестко заделать в стойки, как это показано на рис. 2.3, а, то получим трижды статически неопределимую систему.
Действительно, в данном случае после разрезания нижнего ригеля ab, взаимодействие частей ас и be характеризуется уже тремя неизвестными усилиями N, Q, М (рис. 2.3, б), которые нельзя определить из условия равновесия. Поэтому система, изображенная на рис. 2.3, а, является три раза внутренне статически неопределимой.
Отсюда можно сделать вывод, что в плоских системах, замкнутый бесшарнирный контур имеет три лишние связи. Следовательно, если плоская система содержит п замкнутых контуров, то она, очевидно, будет 3-я раз статически неопределима.
Отметим следующие основные свойства статически неопределимых систем.
Статически неопределимые системы ввиду наличия добавочных лишних связей, по сравнению с соответствующей статически определимой системой, оказываются более жесткими, а при идентичном характере нагружения значения усилий получаются меньшими. Следовательно, и более экономичными.
Разрушение лишних связей в нагруженном состоянии не ведет к разрушению всей системы в целом, так как удаление этих связей приводит к новой, геометрически неизменяемой системе, в то время как потеря связи в статически определимой системе приводит к изменяемой системе.
В строительной механике различают следующие два классических метода расчета статически неопределимых систем; метод сил к метод перемещений.
При расчете по методу сил основными искомыми величинами являются усилия в лишних связях. Знание усилий в лишних связях позволит по методу сечений, как это было показано в первом разделе учебника, выполнять полный расчет по определению усилий, возникающих в поперечных сечениях элементов заданной системы.
При расчете по методу перемещений основными искомыми величинами являются перемещения узловых точек, вызванные деформацией системы. Знание этих перемещений необходимо и достаточно для определения всех внутренних усилий, возникающих в поперечных сечениях элементов, заданной системы.
read comments (0)
В качестве систем кондиционирования воздуха должны применяться системы с централизованной подачей и переменным расходом воздуха. Воздух подается системами кондиционирования с секциями прямого испарения с конденсаторными блоками, охлаждаемыми оборотной водой и расположенными на каждом этаже в венткамере. Каждая установка среднего давления собирается на заводе, обеспечивает переменный расход воздуха, использует рециркуляционный воздух и комплектуется вентиляторами приточного или смешанного типа с переменным числом оборотов. Установка включает в себя фильтры предварительной и тонкой очистки, противопожарные клапаны на приточном и рециркуляционном воздуховодах, автоматические жалюзийные заслонки, секцию охлаждения прямого испарения с воз-духоохлаждаемым конденсаторным блоком, с утилизатором, с подводом оборотной воды. Установка имеет звукопоглощающее покрытие, теплоизоляцию, электродвигатели и привод с переменной скоростью и фильтром радиопомех, фильтр шума электродвигателя, стабилизатор переменного напряжения для подавления гармоник, производимых приводной системой переменной скорости, блок управления электродвигателем, систему воздуховодов, детекторы дыма. Каждая система работает с использованием цикла утилизатора на стороне воды, благодаря чему обеспечивается непосредственное охлаждение в зимний период работы системы. Вентиляторные системы могут регулировать расход воздуха от 100 до 20 % расчетного расхода при помощи приводов от электродвигателей с переменным числом оборотов. Каждая локальная венткамера имеет следующую конфигурацию:
а) Наружный воздух подается на каждый этаж по вертикальному воздуховоду, проходящему через локальную венткамеру, расположенную на каждом этаже. Это помещение используется как смесительная воздушная камера. Система имеет регулятор постоянного расхода для подачи в каждую смесительную секцию минимального количества наружного воздуха. В каждой венткамере для подачи максимального количества наружного воздуха имеется также клапан с автематической жалюзийной заслонкой, которая обеспечивает подачу на определенные этажи только наружного воздуха при начальной продувке для удаления летучих органических компонентов, выделяющихся после завершения установки первоначального оснащения, а также при последующем дооснащении. Этот клапан применяется также для обычной, периодически проводимой продувки на этажах для удаления находящихся внутри здания загрязняющих веществ и как вспомогательное средство дымоудаления и/или подпора во время или после пожара. Эта система может обеспечить наружным воздухом как минимум три этажа.
б) Вертикальные вытяжные дымоходы, находящиеся в ядре здания, обеспечивают отвод дыма с каждого этажа. Эти дымоходы имеют размеры, позволяющие производить удаление одновременно как минимум с трех этажей с минимальным шестикратным воздухообменом в час всего объема воздуха на этаже, включая и объем камеры рециркуляционного воздуха.
в) Все подключения к вертикальным воздуховодам оснащаются противопожарными и дымовыми клапанами, которые могут работать в качестве автоматической жалюзийной заслонки. Эти клапаны и заслонки должны быть представлены в списке продукции, поддерживаемой Американской лабораторией по технике безопасности. Они должны удовлетворять требованиям UL555S этой лаборатории и относиться к типу устройств с малой утечкой (класс II).
г) Каждая установка кондиционирования воздуха должна обеспечивать минимальное статическое давление 625 Па. Минимальное статическое давление на стенке ядра, отходящей от вентка-меры, должно быть не менее 375 Па.
д) Каждая установка оснащается предварительным фильтром класса I с эффективностью фильтрации 20 % (для частиц размером 1 мк) и карманным жестким фильтром тонкой очистки с эффективностью фильтрации 95 % (для частиц размером 1 мк), охлаждающим змеевиком непосредственного испарения и высокоэффективными электродвигателями с переменным числом оборотов.
е) Наряду с фильтрами для удаления твердых частиц каждая установка снабжается сменными адсорбционными фильтрами с активированным углем для уменьшения концентрации газообразных химических загрязняющих веществ.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ — комплекс организац.-технич. мероприятий, обеспечивающих поддержание газопроводов и сооружений на них в работоспособном состоянии и бесперебойное снабжение потребителей газом на срок полной амортизации газовых сетей. Амортизац. срок начинается с момента приемки газопровода, к-рая производится в соответствии с действующими нормами и правилами. К технич. мероприятиям Э.г.с относятся: технич. обслуживание; плановые и аварийно-восстановит. ремонты. Технич. обслуживание включает след. виды работ: наблюдение за состоянием газопроводов и средств электрозащиты, устранение мелких неисправностей, возникающих в процессе Э.г.с; периодич. обследование газопроводов; изменение давления газа в сети и электропотенциалов на подземных газопроводах. К плановым ремонтам относятся текущий и капит. ремонты: Аварийно-восстановит. работы являются внеплановыми, и необходимость в них возникает вследствие механич. повреждений газопроводов при производстве земляных и др. строит, работ; коррозии газопроводов; разрывов сварных швов, а также при неудовлетворит. Э.г.с.
Наблюдение за состоянием наружных газопроводов и сооружений на них осуществляется путем систематич. обхода трасс газопровода. Наружным осмотром трассы проверяют загазованность колодцев и контрольных трубок, а также наличие газа в колодцах др. подземных сооружений, располож. на расстоянии до 15 м от оси газопровода. При осмотре проверяют действие арматуры и производят мелкий ремонт оборудования. Для контроля состояния подземных газопроводов применяют приборный метод их обследования, к-рый проводят не реже 1 раза в 5 лет. Он включает в себя проверку состояния изоляц. покрытия и его герметичности (плотности) .Контроль состояния изоляц. покрытия газопровода осуществляют с помощью аппаратуры без вскрытия грунта и дорожного покрытия.
Плановый ремонт газопроводов — осн. мероприятие для поддержания или восстановления первонач. эксплуатац. качеств газопроводов. Все работы по текущему ремонту можно разделить на две группы: 1) профилактич. ремонт, целесообразность к-рого выявляют в процессе обслуживания, планируемый заранее по объему и времени его выполнения (ремонты разрывов стыков вваркой катушек, отд. мест повреждений изоляции, усиление сварных стыков; устранение провиса газопроводов; снежно-ледяных, кристал-логидратных закупорок с удалением конденсата) ; 2) непредвиденный ремонт, выполняемый в срочном порядке и заключающийся в быстром исправлении повреждений, к-рые не могли быть заранее обнаружены и устранены при профилактич. ремонте или возникли после его выполнения, а задержка с устранением этих повреждений может привести к серьезным авариям. При неудовлетворит, состоянии газопровода, сильной коррозии, повреждениях большого числа соединений и засорении труб производят капит. ремонт, к-рый включает замену изнош. конструкций, узлов и деталей, ремонт повреждений изоляции с восстановлением стенки трубы. Ремонт гор. газопроводов с давлением до 0,3 и межпоселковых с давлением до 0,6 МПа производят протяжкой внутри них полиэтиленовых труб. При ремонте принимается, что кольцевой зазор между стальной и полиэтиленовой трубами должен быть не менее 20 мм. После протаскивания полиэтиленовый газопровод испытывают на прочность и плотность в соответствии с действующими нормами.
ШЛАКОВАНИЕ ТОПОК — образование шлаковой пленки или шлаковых наростов (прилипание размягч. частиц золы) на обмуровке топочных стен, экранных трубах и конвективных поверхностях нагрева, располож. в выходном сечении топки (см. Топка, Камерная топка); за-гшавление шлаком колосниковых решеток в слоевых топках. Частицы золы могут прилипать к поверхностям, имеющим темп-ру выше темп-ры спекания золы, поэтому чаще всего Ш.т. начинается на участках обмуровки, не закрытых экранными трубами. Наиболее интенсивное шлакование труб наблюдается вблизи горелочных устройств и на экранных трубах при плохой аэродинамике топочной камеры. Существуют активные и профи-лактич. средства защиты от шлакования поверхностей нагрева. Активные предусматривают предотвращение или снижение механич. прочности отложений: применение присадок, добавляемых в топливо перед его сжиганием; спец. способов сжигания, а также спец. поверхностей нагрева. Профилактич. включают различные способы очистки поверхностей нагрева от наружных отложений: обдувку котла, обмывку перегретой водой, вибрационную очистку котла и др.
ШЛАК ОУД А ЛЕНИЕ — удаление из-топки котла очаговых остатков, образующихся при сжигании твердого топлива. Различают топки с жидким Ш., в к-рых шлак в расплавленном состоянии вытекает тонкими струями в ванну с водой, и топки с сухим Ш., в к-рых шлак в твердом состоянии выпадает в шлаковый бункер, откуда периодически удаляется через затвор. Дальнейшее его транспортирование осуществляется обычно совместно с летучей золой (см. Золоудаление), собираемой в газоочистных устройствах. На электростанциях шлак удаляют гидравлич. способом: он поступает в шлакосмывную шахту, затем попадает в дробилку, откуда через решетку и метал-лоуловитель подается в багерные насосы либо в эжекторные гидроаппараты (напр., гидроаппарат системы Москалькова), к-рые подают пульпу (смесь шлака и золы с водой) на золоотвал. Во мн. случаях применяют раздельное удаление: шлака гидравлич. способом, золы пневматич. В небольших котельных применяют вакуумное удаление золы и шлака.
ШЛАМ (нем. Schlamm, буквально — грязь) — 1) совокупность плохо растворимых соединений, выпадающих в осадок в процессе улучшения качества природной воды (осветление, умягчение и т.п.), а также при обработке котловой воды осадит, реагентами (антинакипина-ми), предотвращающими осаждение накипи на поверхностях нагрева. В составе Ш. обнаруживают гидраты окиси алюминия, железа и магния, гидрат закиси железа, карбонат кальция, глину и органич. в-ва. Состав Ш. зависит о г качества обрабатываемой воды и вида применяемых реагентов; 2) осадок в виде мелких твердых частиц, выделяющихся при отстаивании или фильтровании жидкости.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ПЫЛЕУБОРОЧНАЯ УСТАНОВКА — система устройств для уборки пыли в помещениях. Самые совершенные из них — стационарные Ц.п.у., к-рые используют в обществ, и пром. зданиях. В производств, условиях их можно применять при любой интенсивности выделений и осаждений пыли на поверхностях, они отличаются большой про-из-стыо по воздуху, очищаемой площади и убираемой пыли. По сравнению с местными пылеуборочными установками Ц.п.у. дают более высокий гигиенич. эффект, надежны в работе, удобны в эксплуатации и требуют меньшего штата обслуживающего персонала. По принципу действия Ц.п.у. аналогичны установкам пневматического транспорта, применяемым для транспортирования разл, измельч. материалов. В оси. используют всасывающие и комбиниров. (всасывающе-нагиетат.) системы. В отличие от всасывающих комбиниров. имеет два побудителя — эжектор (основной) и вентилятор высокого давления (дополнит.). Последний просасывает воздух через открытую одну из прочисток на магистр, трубопроводах, благодаря чему в ответвлениях сети создается разрежение. Сжатый воздух, поступая в эжектор, выбрасывает воздух из помещений через насадок, что обеспечивает большой расход воздуха, обусловливающий значит, произ-сть пылеуборки. Если кол-во одновременно действующих насадков во всасывающих Ц.п.у. определяется произ-стью побудителя тяги (оно, как правило, невелико) , то в комбиниров. установках практически могут работать одновременно все насадки. Недостатки этих систем — значит, расходы сжатого воздуха и электроэнергии.
При работе Ц.п.у. протекают след. процессы: всасывание потоком воздуха в насадке осадка пыли с поверхности; транспортирование пыли в аэрозольном состоянии по сети трубопроводов; очистка запыл. воздуха в пылеуловителях; удаление очищ. воздуха в атмосферу. Рабочие процессы Ц.п.у. определяют ее сан.-гигиенич. и технико-экономич. показатели. Они тем выше, чем меньше расходы воздуха и потери давления, и исключено засорение коммуникаций и элементов установки. Оптим. параметры рабочих процессов Ц.п.у. зависят от совершенства конструкций установки и от свойств убираемой пыли и очищаемых поверхностей.
Пылеуборочный инструмент Ц.п.у. состоит из набора пылесосных насадков, рукоятки, соединяющей насадки со шлангом, и легкого гибкого армиров. шланга, присоединяемого к сети трубопроводов штуцерами — клапанами. Пылесосный насадок должен обеспечивать полную очистку наибольшей площади в единицу времени, быть экономичным по расходу воздуха и энергии на преодоление аэродинамич. сопротивлений, легким, небольшого размера, удобным в работе, простым по устройству, надежным и долговечным. Щеточные насадки, широко применяемые для уборки пыли в жилых и обществ, зданиях, засоряются пылью, быстро изнашиваются, работают при больших расходах воздуха. Произ-сть и эффективность уборки значит, повышается, если внутри насадок установлены вращающиеся щетки и др. приспособления для увеличения интенсивности уноса пыли с поверхности. Однако такие насадки труднее изготовить, они ненадежны в работе, требуют частого ремонта, их значит, масса быстро утомляет уборщика. Кроме того, они работают при повыш. расходах воздуха и имеют большое аэродинамич. сопротивление. Смывовса-сывающие, сдувовсасывающие и вибрац. насадки увеличивают произ-сть и эффективность пылеуборки при небольших расходах воздуха, но они требуют дополни г. устройства для подвода сжатого воздуха, воды или электроэнергии. Вибрационные насадки включают в себя вибраторы. Все это усложняет конструкцию, утяжеляет насадки и снижает надежность их работы. Указ. выше требованиям удовлетворяют в осн. обычные щелевые (коллекторные) насадки и насадки с полками. Размеры и конструкция насадка зависят от характера увлечения пыли потоком воздуха, ее физ.-хим. свойств, вида, характера и месторасположения очищаемой поверхности.
Места соединения насадка с рукояткой и рукоятки с гибким шлангом должны исключать возможность подсоса воздуха. К трубопроводам насадки с рукояткой присоединяют гибкими шлангами, к-рые должны быть герметичными, изгибаться без остаточных деформаций в петле радиусом, равным своему наружному диаметру, не сжиматься при вакууме до 30 ООО Па и нагрузке сжатия до 800 И. Масса 1 м шланга диаметром 50 мм не должна превышать 0,5 кг. Его внутр. поверхность должна быть гладкой, наружная и внутр. обладать повыш. стойкостью к истиранию. Пром-сть выпускает пригодные для Ц.п.у. гибкие резинотканевые и пластмассовые шланги с внутр. диаметром 38; 45 и 50 мм. Шланги диаметром больше 50 мм применять не рекомендуется. Уменьшение диаметра значит, облегчает шланг и делает его достаточно прочным. Аэродинамич. сопротивление при одном и том же расходе воздуха возрастает обычно пропорционально отношению диаметров шлангов в пятой степени, поэтому они должны быть оптим. Чаще всего используют шланги диаметром 50 мм. Длина шлангов зависит от радиуса уборки пыли и удобства пользования, обычно составляет не более 15 мм. Для предотвращения истирания наружной поверхности шлангов на них через каждые 400—500 мм надевают металлич. кольца.
ФИЛЬТР НАМЫВНОЙ — аппарат для осветления маломутных (взвеш.в-в до 40 мг/л) и малоцветных (до 30 град) вод. При фильтровании воды на Ф.н. снижается содержание коллоидных органич. в-в, обеспечивается удаление железа, марганца, масел, диспергированных примесей, бактерий. Процесс фильтрования происходит через макропористый намывной слой, образуемый спец. введенным в начале фильтроцикла фильтрующим материалом (диатомит, целлюлоза, бентонит, активный уголь, древесная мука, и др.) с размером частиц 50—70 мкм на поверхности твердой пористой основы с размером пор 100—150 мкм. Размер частиц намываемого фильтрующего материала меньше размера пор фильтрующей основы, однако эти частицы задерживаются на ее поверхности, поскольку осаждаются на сводиках, образующихся между первичными заклинившимися частицами'и более крупными агрегатами намывного материала. Структурно намывной слой состоит из большого кол-ва каналов малых размеров, что обеспечивает получение фильтрата высокого качества.
Ф.н. представляет собой цилиндрич. сосуд с выпуклыми торцами, внутри к-рого на опорной плите закреплены вертик. трубчатые элементы (пористые керамич., фарфоровые, сетчатые, каркасно-навитые и др.). Широко применяют трубчатые элементы в виде перфориров. полых цилиндров из нержавеющей стали, вокруг к-рых обернута тонким слоем ткань из синтетич. волокон в форме рукава. Фильтрующий слой намывают на наружную поверхность ткани. Ф.н., как правило, работают по напорной схеме, реже как гравитац. и вакуумные. В начале фильтроцикла в течение 3—5 мин намывают фильтрующий слой в режиме рециркуляции, чтобы гарантировать полное осаждение в нем мелких частиц. Расход фильтрующего материала составляет 300—400 г на 1 м2 фильтрующей поверхности. Равномерный намывной фильтрующий слой удерживается на поверхности фильтрующих патронов за счет разности давлений в корпусе фильтра и внутри трубчатых элементов. Как только фильтрат станет чистым, начинают подавать обрабатываемую воду со скоростью 1 —15 м/ч в зависимости от качества исходной воды, способа фильтрования, свойств фильтрующего слоя, толщины слоя образовавшегося на нем осадка и длительности фильтроцикла. При потере напора 15—20 м фильтр отключают и производят водовоздушную промывку, к-рая происходит след. образом. После остановки Ф.н. и сброса части воды намывной слой сползает на дно аппарата, одновре-' менно в камеру фильтрата засасывается воздух и образуется воздушная подушка. После закрытия клапана прекращается впуск воздуха и начинается нагнетание промывной воды* Воздух сжимается, и после открытия сбросного клапана в основании Ф.н. происходит резкая декомпрессия воздуха, выталкивающая воду через поры фильтрующих элементов изнутри наружу, что способствует их отмыванию от загрязнений. Затем Ф.н. опорожняют и фильтрующие элементы промывают в течение 15 мин. Расход воды на промывку составляет 0,5—0,7% фильтрата. Для повышения скорости фильтрования или увеличения фильтроцикла используют другой режим работы Ф.н., при к-ром после первоначального намыва фильтрующего слоя с меньшим расходом фильтрующего материала в обрабатываемую воду непрерывно дозируют присадочный материал в кол-ве 3—10 мг/л.
ФАКЕЛЬНАЯ ТОПКА — топка паровых и водогрейных котлов или печей, в к-рой топливо (угольная пыль, распыл, мазут или газ) сгорает в факелах, занимающих в отличие от слоевой топки большую часть объема топочной камеры (см. Камерная топка). Ф.т. были разработаны для сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии в факельном процессе, что позволило с высокой надежностью и экономичностью использовать топливо пониж. качества, значительно повысить единичную произ-сть котлоагрегатов. Топливо перед подачей в Ф.т. очищают, измельчают и высушивают в системе пылеприготовления топлива. Ф.т. весьма удобны для сжигания газообразного и жидкого котельного топлива (см. Топка мазутная), при этом газообразное топливо не требует предварит, подготовки, а жидкое должно быть распылено форсунками. Ф.т. для пылевидного топлива подразделяют на следующие: с удалением шлака в твердом состоянии (сухое шлакоудаление) и с жидким шлакоудалением. Ф.т. для жидкого и газообразного топлива выполняют с горизонт, или слегка наклонным подом. Ф.т. классифицируют по типу горелок (одноф-ронт., встречная, угловая) и по числу ярусов горелок.
ФАСОННАЯ ЧАСТЬ ВОЗДУХОВОДА — элемент вентиляц. сети, предназнач. для соединения прямых участков воздуховода разл. диаметров-или сечений, для изменения направления движения воздуха в сети воздуховодов. Пром-сть изготовляет фасонные части определ. размеров, установл. нормами, круглого и прямоугольного сечений. Это — отводы, тройники и крестовины вентиляционные, переходы, диффузоры и конфу-зоры.
ФИЛЬТР — (франц. filtre, от позд-нелат. filtrum букв. — войлок) — устройство (сооружение) для разделения, сгущения или осветления неоднородной системы, содержащей твердую и жидкую фазы, пропусканием через пористую (фильтров.) перегородку.В водоснабжении для отделения воды от дисперсных и коллоид, в-в используют фильтры с зернистой загрузкой, сетчатые {микрофильтры, барабанные сита), тканевые или пористые перегородки (из керамики или фарфора), намывные слои из диатомита, целлюлозы, древесной муки. Ф. могут быть безнапорные (открытые) или напорные. В водопроводной практике широко применяют Ф. с зернистой загрузкой. Их классифицируют: по скорости фильтрования — медленные (0,1 — 0,3 м/ч), скорые (5—1 м/ч), сверхскорые (36—100 м/ч); по направлению потока воды — одно- (обычно скорые Ф.), двух-и многопоточные; по крупности зерен загрузки — мелко- (размер зерен ,0,5— 1,2 мм, эквивалентный диаметр rfa-
- 0,7...0,8 мм), средне- (0,7— 1,6 мм, rfa -
- 0,8...1 мм) и крупнозернистые (0,8— 2 мм, ds - 1...1.2 мм); по числу слоев загрузки — одно-, двух- и многослойные.
Для вентиляции и кондиционирования воздуха в осн. применяют фильтрование через пористую перегородку, входе к-рого частицы пыли (аэрозоли) задерживаются, а газ (воздух) проходит сквозь нее. Фильтрующие перегородки состоят из волокнистых или зернистых элементов и подразделяются на: гибкие пористые из тканевых материалов (природных, синтетических или минер, волокон), нетканых волокнистых материалов (войлоки, клееные и иглопробивные материалы, бумага, картон, волокнистые маты), ячеистых листов (губчатая резина, пенополиуретан, мембранные элементы); полужесткие пористые перегородки (слои волокон, стружка, вязаные сетки, располож. на опорных устройствах или зажатые между ними); жесткие пористые перегородки из зернистых материалов (пористая керамика или пластмасса, спеченные или спрессов. порошки металлов, пористые стекла, углеграфитовые материалы и др.); волокнистые материалы (сформиров. слои из стекл. и металлич. волокон); металлич. сетки и перфориров. листы. Процесс сухой фильтрации применяют в тканевых и зернистых Ф. тонкой очистки воздуха. См. также Фильтр контактный, Фильтр воздушный, Фильтр с зернистой загрузкой, Фильтр намывной, Фильтр тонкой очистки воздуха, Фильтр тканевый, Фильтрующая траншея, Фильтрующий колодец, Электрофильтр.
УДАЛЕНИЕ ИЛА ИЗ ВТОРИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ — процесс,предназнач. для разделения иловых смесей после сооружений биологич. очистки. Осевший активный ил (из аэротенков) или биопленка (из биофильтров) представляет собой довольно подвижную суспензию и поэтому удаляется из отстойников преимущественно гидравлич. методами: из осадочной части вторичных вертик. отстойников — с помощью самотечных иловых труб или эрлифтами; из радиальных и горизонт, отстойников — илососами. Для малых и средних очистных сооружений в качестве вторичных отстойников после аэротенков обычно используют вертикальные отстойники. Непрерывное удаление ила осуществляется эрлифтами, к-рые опускаются непосредственно в приямки и подают циркуляц. ил в лотки или трубы, по к-рым он возвращается в аэротенки. В радиальных отстойниках илососы подвешивают к вращающейся ферме. Приемные отверстия или ковши илососов размещают у дна. Ковши присоединены к радиально располож. трубе илососа, к-рая сообщается с вращающейся центр, камерой. В ковши ил поступает под гидростатич. давлением, к-рое обеспечивается перепадом в уровнях воды между отстойником и внешн. иловой камерой. Из центр, камеры предусмотрен отвод ила по дюкеру к иловой камере с регулируемым водосливом, к-рая расположена вне отстойника, откуда ил поступает в циркуляц. насосную станцию и далее в аэротенк.Илосос непрерывно вращается и обеспечивает пост, отвод ила из сооружения. Из вторичных горизонт, отстойников ил удаляется илоскребами, к-рые аналогичны механизмам, применяемым для первичных отстойников. Для бесперебойной откачки осадка из вторичных отстойников с илоскребами устраивают несколько приямков, оборудов. эрлифтами.
УДАЛЕНИЕ ИЛА И ОСАДКА ИЗ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ- процесс удаления из песколовок, первичных и вторичных отстойников очистных сооружений всплывающих и оседающих в-в. Принцип действия и конструкции устройств для удаления выдел, взвеш. в-в зависят от типа песколовок и отстойников, кол-ва и структуры (консистенции) осадков. При очистке бытовых сточных вод кол-во песка определяется из нормы 0,02 л / (чел'сут). При влажности песка 60%, его плотность — 1,5т/м . Крупность частиц, задерживающихся в песколовках, составляет 0,2—0,25 мм. Однако в осадке, остающемся в песколовках, помимо песка содержатся более крупные включения из отбросов, к-рые по гидравлич. крупности соответствуют его частицам (18—24 мм/с), Для снижения кол-ва отбросов, затрудняющих обработку и утилизацию песка, прибегают к аэрированию воды в песколовках, что способствует отмывке отбросов от песка. Осадок первичных отстойников имеет пастообразную структуру. Его кол-во в бытовых сточных водах составляет около 200—300 мг/л. Эффективность задержания в отстойниках — 40—60%. При периодич. удалении осадка из первичных отстойников влажность его колеблется в пределах 94—95%. Тяжелые осадки пром. сточных вод (прокатных цехов, заводов черной металлургии, цехов грануляции шлака и т.д.), к-рые выделяются в первичных отстойниках, имеют крупнозернистую структуру с диаметром частиц более 1 мм. Этот осадок малоподвижен и имеет плотность 2,2—3,3 г/м . Иловые смеси, разделяемые во вторичных отстойниках после сооружений биологич. очистки (аэротенков и биофильтров), представляют собой суспензии с концентрацией 2—6 г/л. Они образуют очень подвижные осадки с влажностью 99— 99,6%. Их объем составляет 20—40% объема обрабатываемой иловой смеси.
Помимо оседающих в-в в сточных водах содержится значит, кол-во жиров и нефтепродуктов, к-рые всплывают при отстаивании. Их кол-во и структура зависят от вида сточных вод. В бытовых сточных водах кол-во жиров и нефтепродуктов обычно не превышает 30—40 мг/л, однако в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов концентрация нефтепродуктов может достигать 5000— 10 000 мг/л.
В зависимости от вида осадка, его кол-ва и конструкции песколовок и отстойников устройства для удаления осадков разделяют на ряд типов: гидравлич. в виде труб, по к-рым разжиж. осадок удаляется самотеком под гидростатич. давлением или с помощью центробежных или плунжерных насосов; эжек-торные; эрлифтные; струйные. Гидравлич. устройства (эжекторные и струйные) широко используют для удаления зернистых осадков (напр., из песколовок). Самотечные трубы и эрлифты применяют для удаления пастообразных и сравнительно легких осадков из первичных и вторичных отстойников. Гидравлич. устройства (за исключением струйных), как правило, применяют в вертик. отстойниках, где осадок концентрируется у центра сооружения. Механич. устройства для удаления осадка в осн. обеспечивают сгребание осадков с днища к приямкам, откуда их удаляют гидравлич. способом. Обычно эти устройства обеспечивают и удаление всплывших в-в с поверхности воды в отстойниках.
УДАЛЕНИЕ ИЗ ВОДЫ МАРГАНЦА производят: увеличением окислительно-восстановит, потенциала среды — применением сильных окислителей без корректирования значения рН воды; повышением значения рН воды при недостаточном окислительно-восстановит. потенциале в случае использования слабых окислителей; совместным применением сильного окислителя и повышением значения рН воды. Мн. методы основаны на окислении присутствующего в воде иона двухвалентного марганца до трех- и четырехвалентных, образущих гидроксиды, растворимость к-рых при рН > 7 меньше 0,01 мг/л. Окисление происходит с помощью перманганата калия, озона, хлора и его производных, кислорода воздуха. Кроме того, удаление марганца из воды возможно ионным обменом (Н- или Na-катионированием), изве-стково-содовым методом, фильтрованием воды через загрузку из марганцевого цеолита, биохим. методами. Для перехода двухвалентного марганца в оксид марганца должен поддерживаться определ. окислительно-восстановит. потенциал, значение к-рого зависит от требуемой в данном конкретном случае концентрации остаточного марганца и рН среды.
У.и.в.м. методом глубокой аэрации с последующим фильтрованием происходит т.о.: первоначально в вакуумно-эжекц. аппарате из воды извлекается диоксид углерода (рН повышается до 8— 8,5), затем вода насыщается кислородом воздуха — диспергируется и фильтруется через зернистую загрузку. Технологич. установка состоит из скорых осветлит, фильтров, над уровнем воды к-рых размещены напорные вакуумно-эжекц. аппараты. Метод применим при окисляемости исходной воды до 9,5 мг Ог/л. Эта технология позволяет успешно обеспечивать де-манганацию, обезжелезивание и дегазацию воды. Необходимое условие данного метода — присутствие в ней двухвалентного железа, к-рое при окислении раствор, кислородом образует гидроксид железа, адсорбирующий на поверхности двухвалентный марганец и каталитически влияющий на его окисление. Процесс успешно протекает при рН аэриров. воды ниже 8,5 и Еп 5 0,4В. При отсутствии железа в воде необходимо добавлять в воду железный купорос — один из самых дешевых реагентов.
Удаление марганца из подземных^од с высоким значением рН может осуществляться в водоносном пласте. Недостаток метода фильтрования аэриров. воды через загрузку, обработ. оксидами марганца, — постепенное измельчение частиц, образующих покрытие зерен загрузки, и проскок их в фильтрат. Др. недостаток деманганации фильтрованием через "черный песок" — значит, расход перманганата калия. Существует метод деманганации воды фильтрованием через модифициров. загрузку, к-рая приготовляется последоват. пропуском снизу вверх через кварцевый песок растворов железного купороса и перманганата калия, что дает экономию последнего. Для закрепления образующейся из гидроксида железа и оксида марганца пленки на зернах фильтрующей загрузки последнюю дополнительно обрабатывают тринатрийфосфатом или сульфитом натрия. Обрабатываемая вода фильтруется сверху вниз со скоростью 8— Юм/ч.
Скорость окисления ионов двухвалентного марганца хлором, озоном, диоксидом хлора зависит от значения рН среды. Хлор — сильный окислитель, однако эффект окисления им марганца может быть достаточно полным при рН - 8...8,5, что требует подщелачивания воды. На окисление 1 мг Мп в Мп + требуется 1,3 мг хлора. Окисление двухвалентного марганца озоном или оксидом четырехвалентного хлора при рН - 6,5...7,5 завершается в течение 10—15 мин, при этом расход озона составляет 1,45, а оксида четырехвалентного хлора — 1,35 мг на 1 кг двухвалентного марганца.