Открытый земляной водоем-охладитель Советский патент 1988 года по МПК E02B15/00 

4 ГчЭ

Изобретение относится к техническому водоснабжению предприятий энергетики и промышленности. Цель изобретения - улучшение качества воды в открытом земляном водоеме-охладителе путем снижения концентраций растворенных загрязняюших вешеств в воде за счет интенсификации процесса сорбцип. Открытый земляной водоем-охладитель содержит котлован 1, загюлненный водой 2. Дно котлована 1 выполнено в виде гребней 3 и впадин 4. Во впадинах 4 и на поверхности гребней 3 расположены донные отложения 5, покрываюшие поверхность грунта 6. Самоочишение воды происходит под действием ветроволновых течений, при этом с поверхности гребней 3 поступают в воду частиць донных отложений 5. В результате на гребнях 3 раскрывается слой грунта 6, еще не насышеннь1Й загрязняющим вешеством и который способен активно сорбировать растворенное загрязненное вешест- во. В период снижения ветрового воздействия ранее взмученные частицы осаждаются на дно котлована 1. Глубина котлована на впадлной определяется по формуле /У З-л/Л. где // - глубина котлована над впадиной, м; Л 1 -- максимальный горизонтальный размер котлована, км. 1 ил. ig (Л

дрД5 орй

Изобретение относится к техническому водоснабжению преднриятий энергетики и промышленности, преимущественно к системам замкнутого оборотного водоснабжения из крупных искусственно сооружаемых водоемов Г1лон.1адью более няти квадратных километров.

Цель изобретения - улучшение качества воды- путем снижения концентрации растворенных загрязняющих веш,еств в воде за счет интенсификации процесса.

На чертеже изображен предлагаемый водоем-охладитель, вертикальный разрез.

Открытый земляной водоем-охладитель содержит котлован 1, занолненный водой 2. Дно котлована 1 выполнено волнообразной формы из горизонтальных участков в виде гребней 3 и внадин 4. Во внадинах 4 и на поверхности гребней 3 могут быть расположены донные отложения 5, покрываюшие новерхность грунта 6. Глубина котлована 1 над впадиной 4 определена из условия W , гд,е // - глубина котлована 1 над впадиной 4, м; М - максимальеый горизонтальный размер котлована, км. При этом глубина котлована над гфебнем 3 находится в пределах 2,5-4 м, обеспечивающих неза- растание водоема. Поскольку имеющихся и нерснективных открытых земляных водоемов-охладителей не превышают 40 км, максимальный размер М котлована 1 между его противоположными берегами не превы- 1пает 10 км. Расстояние между впадинами 4, протяжепность гребней 3 и их конфигурация онределены возможностями строительной техники и техно/югией земляных работ.

В открытом земляном вОлТ,оеме-охладите- ле самоочип1ение воды происходит следую- ншм образом.

Под действием ветроволновых течений с поверхности гребней 3 поступают в воду частицы донных отложений 5. В результате на гребнях 3 раскрывается слой грунта 6, еще не насыщенный загрязняющим вещест- вом, и который поэтому способен активно сорбировать растворенное загрязняющее вещество. В период снижения ветрового воздействия ранее взмученные частицы осаждаются на дно котлована 1. В предлагаемом водоеме-охладителе глубина котлована 1 над впадинами 4 такова, что вторичного ветроволиового взмучивания донных отложений 5 во внадинах 4 не происходит. П.о- этому во впадинах 4 осуществляется накопление загрязняющих, веществ и, следова- тельно, происходит снижение концентрации загрязняющих веществ в воде 2 открытого земляного водоема-охладителя. Кроме того, открытые водоемы-охладители подвержены, как правило, заилению, обусловленному поступлением взвешенных веществ с пло- щади водосбора. Преимущественное након- ление донных отложений 5 во впадинах 4 означает снижение скорости заиления на остальной поверхности дна котлована 1, в частности на склонах гребней 3. Благодаря этому снижается эффект экранировки донной поверхности слоем донных отложений 5 и про- .цесс сорбции происходит более интенсивно.

Необходимая глубина впадин 4, определяемая из условия не взмучивания донных отложений 5 со дна впадин 4, обусловлена интенсивностью ветрового волнения водоема, а именно длиной волн, возникающих на поверхности воды 2 под действием ветра. При глубине Я котлована 1, больщей половины длины L волны,

./2,(1)

скорость движения воды 2 у дна котлована 1 незначительна. В свою очередь, длина волны зависит от разгона волны и скорости ветра: Z,0,304rV,(2)

где L - длина волны, м;

W-скорость ветра, м/с;

X - разгон волны, км.

В качестве расчетной скорости ветра принимают м/с, поскольку больщая скорость ветра наблюдается в средней полосе Европейской части СССР достаточно редко (приблизительно 1 раз в год). Далее, отождествляя разгон X волны с наибольшим размером М котлована 1, из (1) и (2) получаем его необходимую глубину над впадинами 4 Я Зл/лГ(3)

где Я - глубина котлована 1 над впадиной 4, м;

М - наибольщий горизонтальный размер котлована 1, км.

Расчеты показывают, что при такой глубине скорость движения воды 2 у дна впадины 4 не превыщает 10 см/с. Эта величина скорости меньше, чем размывающая ско- , рость для всех типов грунтов. Таким образом, при глубине Я, определяемой по формуле (3), во впадинах 4 действительно происходит накопление донных отложений 5.

Формула изобретения

Открытый земляной водоем-охладитель, содержащий котлован, заполненный водой не менее расчетной глубины, обеспечивающей его незарастание, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества воды путем снижения концентрации растворенных загрязняющих веществ в воде за счет интенсификации процесса сорбции, дно котлована выполнено волнообразной формы и состоит из образованных горизонтальными участками гребней и впадин, соединенных между собой наклонными участками, при это.м гребни заглублены под уровень воды на глубину не менее расчетной глубины незарастания, а глубина котлована над впадиной определена из условия

где Я - глубина котлована над впадиной, м; М - максимальный горизонтальный размер котлована, км.