Что такое отстойник воды. Отстойники для отчистки сточных вод. Что влияет на эффективность работы

Прежде чем говорить о радиальном отстойнике, нужно рассмотреть это сооружение со всех сторон и выяснить его преимущества. Отстойники используют во всех сферах, от промышленного, до частного хозяйства. Эти конструкции нужны для очистки сточных вод. Они устраняют весь мусор (от крупного до мелкого) в виде фекалий и прочих загрязнителей воды. Механизм такой очистительной системы, при относительно минимальных затратах, создает обладателю свою канализацию.

Первичный отстойник подготавливает загрязненную воду для обработки с помощью биофильтров

Виды отстойников

Рассмотрим все существующие виды очистительных сооружений, чтобы иметь основу для сравнения и выделить радиальных отстойник среди его «конкурентов».

1. Первичный отстойник. Эта система подготавливает загрязненную воду для обработки с помощью биофильтров. Отстойник обрабатывает сразу два вида грязной воды (из бытовой и ливневой канализаций). Справляется с любым мусором в максимально короткий срок, но время очистки зависит от состава загрязнителя. Чем лучше очиститель справится с первичной очисткой, тем лучше будет результат на выходе, после обработки биофильтрами. Для корректной работы второго этапа очистки, горизонтальный отстойник должен добиться содержания примесей не более, чем 100 мг на один литр воды. Изготавливаются из облегченных материалов и не подойдут для работы в агрессивной среде. Для этого есть следующие варианты отстойников.
2. Вторичный отстойник. Вступает в дело после обработки сточных вод биофильтрами. Для создания таких отстойников понадобятся материалы вроде бетона и, часто, стали. Хотя, в некоторых случаях, может быть использован полипропилен. Идея этого устройства в том, что он справится даже с первичной обработкой воды, если у потребителя нет нужды в наивысшем качестве очистки. Установка отстойника происходит только за аэротенком.
3. Контактный резервуар. Часто имеет бытовое применение. Канализационная вода частями проходит стадию очистительной обработки.
4. Непрерывный цикл обработки. Стоковые воды в этих более надежных системах движутся намного медленнее, но это позволяет очищать воду одним беспрерывным циклом.
5. Вертикальный отстойник. Относится к виду, который определяется по направлению стоковых вод. Название «вертикальный» говорит о том, что водичка будет передвигаться вертикально (снизу вверх, если быть точным). Сложное устройство и достаточно проблемно в обслуживании. Не применяются в бытовом хозяйстве, чаще в их установке нуждаются территории с высушенным грунтом, где грунтовые воды располагаются ниже, чем обычно.
6. Трубчатый отстойник. Уровни тонкослойного модуля делятся вертикально на трубчатые каналы. Расчет идет на то, что конструкция обеспечит ламинарный ток воды, что и является преимуществом трубчатого отстойника.
7. Горизонтальный отстойник. Естественный септик. Отличие лишь в том, что дно прогнуто в центре, по направлению грунта. В этом месте собираются все загрязнители или мусор, который присутствовал в сточных водах.
8. Радиальный отстойник. Эта конструкция имеет сходство с предыдущим пунктом. Различие в том, что направление воды организовано из центра, к стенам резервуара вниз. Этот отстойник многогранен и может применяться как в промышленных предприятиях, так и в быту. Тем самым пользователь устроит себе частную канализацию. Главное преимущество – стоимость по карману любому заинтересовавшемуся человеку . Эффект от этого приобретения не самый лучший, но за свои деньги это вполне адекватный вариант.

Элементы горизонтальной конструкции

Резервуар для сбора воды делится на две камеры.

1. Камера, которая собирается ил.
2. Вторая для его сушки (в них же дренируется осадок).

Тонкослойный модуль имеет лотки, они в свою очередь подают стоки и распределяют воду через водосливную систему. Далее в действие вступает система передачи очищенной воды. Помимо всего этого, в системе установлены 2 фильтра, расположенных на выходе и со стороны перемещения очищенных стоков. Все это приспособление имеет прямоугольную форму, которая делится на камеры. Это обеспечивает чистку резервуара без приостановки процесса осветления воды.

Горизонтальный отстойник с наклонным днищем

Общий процесс осветления воды

Примером осветления также будет горизонтальный тонкослойный модуль. В первой камере очистительной системы стоки и загрязнители делятся друг от друга. Мусор отправляется прямиком в третью камеру, а очищенная вода идет дальше. Если секция, которая отвечает за сбор ила, переполнена, то система переходит в состояние его обезвоживания. В этот миг происходит остановка подачи воды, которая переливается в следующую камеру. Пока вода стремится ко второй стадии чистки биофильтрами, идет обработка накопленного осадка и обезвоженный ил грейфером удаляется из тонкослойного модуля.

Радиальный тип отстойника. Описание

Перед приобретением радиального отстойника, обратите внимание на характеристики почвы и размеры самих стоков. Отталкиваясь от этих данных, выберите либо вертикальный, либо горизонтальный отстойник. К примеру, если почва достаточно плотная и грунтовая, воды расположены на низком уровне, то подойдет вертикальный. Если все наоборот, степень этих вод высока, то устанавливайте горизонтальный. Радиальные же нужны только в том случае, если предстоит очищать значительные объемы сточной воды.

Принцип монтажа у этого типового проекта позаимствован у вертикального тонкослойного, и тоже оснащен шарообразным сечением. Расчет идет на то, что радиальные отстойники смогут выполнять как первичную, так и поверочную (контрольную) чистку сточных вод. Главное отличие от других тонкослойных модулей, состоит в высоте и диаметре. Высота на порядок меньше, всего десять – пятнадцать сантиметров. А диаметр значительно больше. В основном он составляет шестнадцать – шестьдесят метров. Эти размеры встречаются в отечественных отстойниках. Иногда приходится прибегать к еще большим размерам, которые могут доходить до ста метров (зарубежные производители).

Этот отстойник обычно применяется в сооружениях, которые превышают расчет потребления воды в двадцать тысяч кубических метров в сутки, удаляется минимум 50% примесей.

Виды радиальных отстойников

Делятся отстойники на три основных вида, которые отличаются в конструкции тонкослойного модуля.

• конструкция с центральным впуском;
• конструкция с периферийным впуском;
• конструкция с вращательными сборно-распределительными устройствами.

В зависимости от ваших нужд, а также поставленных целей, вы можете подобрать оптимальный для себя вариант.

Принцип работы

Как выглядит этот типовой проект? Это шарообразный накопитель. Вода, попадая в середину тонкослойного модуля с самого низа вверх, начинает свое радиальное движение от центра к глубинке (периферии), описанной выше. В это время передвижение воды плавно изменяет свою скорость перемещения от начальной, до минимальной отметки.

Это является главной особенностью этой системы водоснабжения. Подвесное устройство удаляет плавающие загрязнители с поверхности проточной воды. Оно крепится к вращающемуся механизму. Весь извлеченный мусор отправляется в сборный лоток или в еще одно специально отведенное место, которое называют приемным бункером.

Радиальный отстойник 1 — граблина; 2 — уровень воды; 3 — подвод загрязненной воды и реагентов; 4 — отвод осветленной воды; 5 — отвод шлама; 6 — камеры флокуляции; 7 — привод; 8 — гребёнка; 9 — чан; 10 — рельс.

Вращающийся механизм, или подвижная ферма, имеет цикл 2-3 через 1, и приводится в действие с помощью специального привода, находящегося на пневматической машине. Оставшийся осадок устраняется посредством специальных насосов, благодаря им же, все остальные поднимающиеся вещества отправляются в жиросборник.

Максимальную емкость камеры для сбора осадка находят, отталкиваясь от объема всего осадка, который накапливался в течение четырех часов. Стенки этой камеры установлены под удобным углом в шестьдесят градусов, это позволяет ему легче сползать и не оставаться внутри накопительного резервуара. Бортики отстойника часто возвышаются над водой примерно на 0.3 м.

Еще одно благое отличие этой конструкции состоит в том, что они устанавливаются на мелкую глубину, а это экономия средств при строительстве. Его округлость дает возможность сделать стенки резервуара значительно тоньше, а это также экономит средства потребителя. Вне зависимости от эффективности тонкослойного модуля, количество отстойников берется так, что два из них будут задействованы в системе очистки беспрерывно. Обычно это число около четырех в одном цельном блоке. Распределительная чаша сортирует сточную воду равномерно между всеми механизмами. Когда дело доходит до установки типоразмеров, учитывайте, что мелкие не будут экономнее больших отстойников. Есть подвид радиальных отстойников, в них осуществляется периферийная подача загрязненной воды.

Желоб, распределяющий воду, окружает устройство по кругу со строго установленной шириной, которая медленно уменьшается от начала, до конца желоба. В самом низу есть несколько отверстий, которые выполняют впускную функцию. Они имеют разную величину, а эффективное расстояние между ними позволяет добиться максимальной скорости передвижения неочищенных вод.

Что происходит с очищенной водой? Водосливы управляют бортиками сборного лотка, чистая вода поступает в него через 1 или сразу через 2 сборных лотка. Они имеют зубчатую поверхность, чтобы добиться надежного установления скорости воды в конце обработки. При всем этом, предусмотрены все технические предосторожности, и давление на один метр водослива не выходит за рамки 10 литров в секунду.

Тонкослойные отстойники

Тонкослойный отстойник разделяют на два главных вида:

• отстойники с открытыми накопительными резервуарами;
• отстойники с закрытыми резервуарами.

Вне зависимости от своего вида, каждый тонкослойный отстойник имеет четыре зоны:

• отстойная зона. Трубчатые элементы делят отстойную зону на несколько мелких слоев, не более пятнадцати сантиметров;
• накопительная зона — служит для накопления осадков;
• водораспределительная зона;
• отстойная зона.

Проектирование устройства предусматривает, что трубчатые секции с высокими скоростями сработаются лучше, чем полочные. Отсюда вытекает небольшое «но» – осадки заилят механизм на порядок быстрее. Чистить все так же труднее, но без улучшений в одном направлении, трудно обойтись без ухудшений в другом. Наибольший эффект применения этих отстойников будет для очистки воды, в которой максимальный процент загрязнения принимают на себя осадки. Благо движущейся воды по секциям с определенным наклоном, этот вид отстойника имеет отличные условия для устранения загрязнителей воды с траекторией, значительно короче своих предшественников.

Множество промышленных предприятий имеют отходы производства, которые нельзя утилизировать путем выброса в окружающую среду. Подобные опасные вещества подлежат хранению в специальных сооружениях - отстойниках , где они не способны причинить значительный ущерб экологии. Но, какими бы большими промышленные отстойники ни были, они рано или поздно наполняются, и процессы производства на предприятиях прекращаются. Остановка работы грозит значительными издержками, а так же потерей части клиентской базы.

Решить проблему переполнения позволят мероприятия по очистке промышленных отстойников . Как правило, такие работы производятся путем перекачивания отходов мощными шламовыми насосами в новые отстойники, или предназначенные для этого территории. С помощью последовательно установленных насосных станций, перекачивание жидких отходов происходит по заранее подготовленному трубопроводу на расстояние до нескольких десятков километров. Забор же отложений производится с берега, первым шламовым насосом, или с помощью находящегося в отстойнике землесосного земснаряда .

Для проведения работ по очистке отстойников Вы можете обратиться в компанию Гидрострой. Благодаря большому опыту в сфере гидромеханизированной транспортировки грунтов, мы имеем возможность организовать откачку и подачу жидких отходов на расстояние в десятки километров от точки складирования.

Обратившись к нам, Вы можете заказать следующие работы:

• Очистка промышленных отстойников любых объемов;
• Снижение уровня отходов для запланированного производственного цикла;
• Создание карт намыва грунта ;
• Монтаж грунтопроводов для периодического удаления отходов;
• Проведение технического надзора и общее руководство очистными работами.

Удаление промышленных отходов - это одно из основных направлений организации Гидрострой. Наличие серьезного дивизиона насосной техники, а так же значительный опыт в сфере гидромеханизации, позволяет нам производить очистку отстойников любых размеров, любой степени сложности.

Отстойник – очистное сооружение, выполнение в виде резервуара или бассейна. После заполнения емкости и осаждения шлама вода естественным образом осветляется благодаря оседанию шлама на дно резервуара. Данные сооружения являются важной системой многих производств, канализации и очистки сточных вод. После удаления очищенной воды, требуется очистка шламонакопителя. Она включает в себя удаление шлама, а также остатков воды, которая находится в пограничном слое.

Сегодня вы можете заказать:

• Очистку отстойников

Зачем нужна очистка отстойников

Очистка отстойников от шлама необходима для защиты почвы и подземных вод от проникновения в них загрязняющих веществ, которые являются побочными продуктами многих сельскохозяйственных и промышленных производств. Сточные воды, попадая в шламовые отстойники, разделяются на очищенную воду и шлам, который необходимо удалить.

Очистка шламонакопителя – одно из основных направлений деятельности компании «Водорой». В своей работе мы используем современные и надежные земснаряды Watermaster и экскаваторы-амфибии, которые отличаются высокой производительностью.

При использовании такого оборудования можно в кратчайшие сроки избавиться от шлама без риска повреждения пленочного материала или геомембраны.

Закажите любой вид очистки отстойников
со скидкой 10% прямо сейчас!

Заказать

Услуги компании «Водорой» по очистке шламонакопителей

Компания «Водорой» предлагает качественные услуги по удалению шлама из резервуаров различной глубины и размера методом гидромеханизации .

Для работы используется самовсасывающее устройство, оснащенное мощными пульповыми разрыхляющими наносами.

Оборудование оптимально подходит для откачки подземных и наземных резервуаров, заполненных жидкостью различной плотности и состава.

Устройство с легкостью удаляет из резервуара илистые остатки, кости, песок, вязкие и абразивные компоненты.

После удаления некоторые данные отложения могут быть использованы в качестве подкормки при ведении сельского хозяйства. Поэтому очистка отстойников от шлама – это не только обязательная профилактическая мера для сохранения чистоты почвы и сточных вод, но и возможность получения дополнительного дохода при продаже некоторых видов донных отложений.

Отходы промышленных комплексов при попадании в почву или воду оказывают губительное влияние. Поэтому в данном случае использование отстойников позволит сохранить экологию региона.

Вне зависимости от размера отстойных сооружений, рано или поздно они будут нуждаться в очистке. Заполнение отстойников грозит остановке работы предприятия, что может привести к нарушениям сроков изготовления продукции и финансовым потерям. Компания «Водорой» готова выполнить работы по очистке отстойников в кратчайшие сроки, чтобы защитить предприятия от возможных финансовых потерь. Грунтовые и шламовые наносы перекачивают жидкие отходы на значительные расстояния от отстойников по заранее подготовленному пульповоду. Специалисты нашей компании максимально быстро собирают необходимые конструкции и системы, а также контролируют процесс очищения сточных сооружений на всех этапах работы. Это позволит качественно провести работы по очистке, а также защитить почву и грунтовые воды от попадания в них загрязненных отходов.

Стоимость очистки отстойников и хвостовиков - от 80 р./м 3

Ознакомится с полным прайс-листом можно в разделе ”Цены”

Как заказать очистку отстойника от шлама

Компания «Водорой» занимается организацией и проведением очистки отстойников от шлама на территории Санкт-Петербурга и всей территории России. Специалисты нашей компании обладают огромным опытом работы, поэтому не допускают ошибок, которые могут привести к порче очистительных резервуаров или к загрязнению окружающей среды. Огромный опыт работы и современное оборудование дают возможность организовать откачку отходов на большие расстояния. Перед выполнением работы с каждым клиентом заключается договор с указанием особенностей проведения работ и сроков их выполнения. Профессиональные сотрудники, доступные цены и современное оборудование гарантируют качественное выполнение работ по очистки сточных сооружений любого типа и размера.

Отстаивание является самым простым, наименее трудоемким и дешевым методом выделения из сточной воды грубодиспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Под действием силы тяжести загрязнения оседают на дно или всплывают на поверхность.

Классификация и виды отстойных сооружений

Отстойные сооружения, используемые на очистных сооружениях канализации, классифицируются:

По характеру работы: подразделяются на периодического действия (контактные) и непрерывного действия (проточные);

• по технологической роли: делятся на первичные отстойники (для осветления сточной воды), вторичные отстойники (для отстаивания воды, прошедшей биологическую очистку) и третичные отстойники (для доочист- ки), ипоуплотнители, осадкоуплотнители,
• по направлении) движения потока воды: бывают вертикальные, горизонтальные, радиальные (разновидности: с центральным, периферийным и с радиальным подвижным впуском воды) и наклонные тонкослойные (в зависимости от схемы движения воды и осадка бывают прямоточными, проти- воточными и перекрестными),
• по способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ активная флокуляция (достигается путем аэрации, механического перемешивания или реагентной обработкой) и пассивная флокуляция (разновидности: в свободном объеме или в контактной среде);

по способу выгрузки осадка: сооружения со скребковыми механизмами, насосами и гидросмывом.

Первичное осветление сточной воды

Первичные отстойники располагаются в технологической схеме непосредственно после песколовок и предназначены для выделения взвешенных веществ из сточной воды. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания), которая определяется из выражения:

|где С| начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде, Cj - допустимая ¦конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной воде, принимаемая в |соответствии с нормами или технологическими требованиями.

В большинстве случаев эффект осветления составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%. Для станций полной биологической очистки концентрация взвешенных веществ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мг/л во избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.

Закономерности первичного осветления

Основным параметром, который используется при расчете первичных отстойников, является скорость осаждения частиц - гидравлическая крупность.

Скорость одиночного осаждения и частиц шарообразной формы в условиях ламинарного режима (Re < 2) описывается формулой Стокса:

где d - диаметр частицы; р„ - плотность частицы, р„ - плотность воды; ц - динамическая вязкость чистой воды.

где Пс - динамическая вязкость сточной воды; е - объемная доля жидкой фазы

Для не шарообразных частиц в эти формулы подставляют эквивалентный диаметр частиц:

При отстаивании сточных вод наблюдается стесненное осаждение, которое сопровождается столкновением частиц, зрением между ними и изменением скоростей. Скорость стесненного осаждения меньше скорости одиночного осаждения и для шарообразных частиц одинакового размера может быть рассчитана по формуле Стокса с дополнительными параметрами, которые учитывают влияние концентрации взвешенных частиц и реологические свойства системы: где У ч - объем частицы

Однако взвешенные вещества, содержащиеся в городских сточных водах, имеющие преимущественно органическое происхождение, представляют собой полидисперсную агрегативно-неустойчивую систему. Частицы неоднородны, имеют хорошие адгезионные свойства и способность к агломерации при осаждении. Различают агломерацию частиц в условиях перикинетической (или диффузионной) коагуляции и ортокинетической (или гравитационной) флокуляции.

Конструктивные типы первичных отстойников

Горизонтальные отстойники

Применяются на очистных сооружениях канализации производитель!)! 15-100 тыс. м 3 /сут. Представляют собой прямоугольные в плане резерв 1 разделенные продольными перегородками на несколько отделений. Поток в них движется горизонтально (рис. 4.2).

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в разложенные на входе приямки, откуда под гидростатическим давлением вливается в самотечный трубопровод. Всплывающие нефтепродукты и жир вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из коте также самотеком отводятся на перекачку.

К достоинствам горизонтальных отстойников относятся: высокий эффект осветления по взвешенным веществам - 50-60% и возможность их блокирования с аэротенками.

Недостатки повышенный расход железобетона по сравнению с круг: отстойниками и неудовлетворительная работа механизмов для сгребания, особенно в зимний период.

Вертикальные отстойники

Вертикальные отстойники применяются на очистных сооружениях производительностью 2-20 тыс. м"/сут. Представляют собой круглые в плане резервуары с коническим днищем, в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении. Вертикальные отстойники бывают с центральным впуском воды, с нисходяще-восходящим движением воды, с периферийным впуском воды.

В отстойниках с центральным впуском (рис. 4.3) сточная вода опускается вниз по центральной раструбной трубе, отражается от конусного отражательного щита и

поступает в зону осветления. Происходит флокуляция частиц, причем те из них, гидравлическая крупность которых и () превосходит скорость восходящего вертикального потока v eepn „ выпадают в осадок. Для городских сточных вод скорость восходящего потока составляет 0,5-0,7 мм/с. Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком, всплывающие жировые вещества собираются кольцевым лотком. Эффект осветления в таких отстойниках невысок и составляет не больше 40%.

Более совершенными являются вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим движением воды. - рис. 4.4. Сточная вода поступает в центральную часть отстойника и через зубчатый водослив распределяется по площади зоны осветления, где происходит нисходящее движение потока воды. Основная масса взвешенных веществ успевает выпасть до поступления воды в кольцевую зону, где происходит доосветление воды и сбор ее периферийным лотком. Эффект осветления в таких отстойниках составляет 60- -65%.

Радиальные отстойники

Имеют круглую в плане форму резервуаров, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии (см рис. 4.5). Скорость изменяется от максимума в центре до минимального значения на периферии. Выпавший осадок перемещается в иловый приямок скребками, расположенными на вращающейся ферме. Частота вращения фермы с илоскребами составляет 2-3 ч ".

Диаметр типовых радиальных отстойников составляет 18-50 м. Они используются на очистных станциях производительностью свыше 20 тыс. м 3 /суг. Эффект осветления достигает 50-55%. К достоинствам радиальных отстойников относится простота эксплуатации и низкая удельная материалоемкость, к недостаткам - уменьшение коэффициента объемного использования из-за высоких градиентов скорости в центральной части.

Устранение такого недостатка возможно в отстойниках с периферийньы впуском сточной воды (см рис. 4.6). Сточная вода поступает в водораспределительный желоб, расположенный на периферии отстойника, затем направляется в центральную зону и далее к водоотводящему кольцу.

В отстойниках с вращающимся водораспределительным и водосборным устройством (рис. 4.7) основная масса воды находится в состоянии покоя. Подача исходной воды и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба, разделенного перегородкой на две части. С внутренней стороны лоток ограничен перегородкой, снизу - щелевым днищем и снаружи распределительной решеткой с вертикальными щелями, снабженной струенаправляющими лопатками.

Вращение желоба происходит под действием реактивной силы вытекающей воды, причем во многих случаях этой силы достаточно не только для вращения собственно лотка, но и скребковой фермы.

Диаметры типовых отстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством составляют 18 и 24 м.

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность.

В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаива­ние применяется или в целях предварительной их обработки перед очист­кой на других, более сложных сооружениях, или как способ оконча­тельной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточ­ных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) при­меси.

В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Пер­вичными называются отстойники перед сооружениями для биологичес­кой очистки сточных вод; вторичными - отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.

По режиму работы различают отстойники периодического действия, Или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, при­чем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного дей­ствия, или проточные, в которых отстаивание происходит при медлен­ном движении жидкости. В практике очистки сточных вод осаждение Взвешенных веществ производится чаще всего в проточных отстойниках.

Контактные отстойники применяют для обработки небольших объе­мов сточных вод.

По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные ; разно­видностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизон­тальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в верти­кальных - снизу вверх, а в радиальных - от центра к периферии.

К числу отстойников относят и так называемые осветлители. Одно­временно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

Содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ), вы­деляемых первичными отстойниками, зависит от начального содержания и от характеристики этих примесей (формы и размера их частиц, плот­ности, скорости их осаждения), а также от продолжительности отстаи­вания. Основная масса грубодисперсных взвешенных веществ выпадает в осадок в течение 1,5 ч (см. рис. 4.2). Скорость осаждения и полнота Выделения из воды тонкодисперсных частиц зависят от их способности К агломерации.

Допустимое остаточное содержание взвешенных веществ - вынос из первичных отстойников - устанавливается в зависимости от типа био­логических окислителей для последующей очистки сточных вод. В соот­ветствии с этим принимается продолжительность отстаивания.

Из отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очист­ку не должно выноситься взвешенных веществ более 150 мг/л. Продол­жительность отстаивания городских сточных вод в этом случае должна быть 1,5 ч.

Выбор типа, конструкции и числа отстойников должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных ус­ловий.

Вертикальные отстойники применяют обычно при низком уровне грунтовых вод и пропускной способности очистных сооружений до 10 000 м3/сутки. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня грунтовых вод при пропускной способности очист­ных сооружений свыше 15 000-20 000 м3/сутки. Радиальные отстойни­ки с вращающимся распределительным устройством применяют на стан­циях пропускной способностью более 20 000 м3/сутки при исходной кон­центрации взвешенных веществ не более 500 мг/л.

Основными условиями эффективной работы отстойников являются: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооруже­ние или секцию (для данных начальной и конечной концентраций сточ­ной воды и природы взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями (секциями); своевре­менное удаление осадка и всплывающих веществ.

Эффект осаждения зависит от высоты слоя воды, в котором происхо­дит отстаивание.

Глубина отстаивания Я в натурных сооружениях равна 2-4 м. В ла­бораторных условиях кинетика процесса отстаивания сточных вод обыч­но изучается при меньшей высоте слоя воды.

Госкомитетом по науке и технике и техническим советом стран-чле­нов СЭВ принято, что для сравнения результатов исследований, выпол­ненных разными авторами, эксперименты по отстаиванию взвешенных веществ в покое должны проводиться при высоте слоя жидкости H - = 500 мм, принимаемой за эталон.

Для агрегативно-устойчивых частиц принимается простое соотноше­ние, позволяющее пересчитывать время Т, необходимое для получения заданного эффекта очистки в отстойниках, по результатам лаборатор­ных исследований в цилиндрах эталонной высоты при продолжительно­сти T :

TIH ~ tlh При Э - Const,

Где Я - высота воды в отстойнике, м; h- высота воды в цилиндре, м. Для агломерирующих взвешенных веществ, преобладающих в сточ­ных водах, сохраняется пропорциональность продолжительности отстаи­вания высоте слоя, но эта зависимость не прямолинейна. В этом случае расчетная продолжительность отстаивания сточных вод в отстойнике Т глубиной Я может быть определена из продолжительности отстаивания их в лабораторных условиях T при высоте H по соотношению, предложен­ному Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова и Мос­ковским инженерно-строительным институтом им. В. В. Куйбышева, в следующем виде:

Т = t (H /h )n , (4.58)

Где п- показатель степени, отражающий влияние агломерации: для хо­рошо сформированных скоагулированных хлопьев в сточных водах п - 0,5; для сточных вод газоочисток га=0,45; для го­родских сточных вод при концентрации взвешенных веществ до 400 мг/л п= 0,25, с увеличением начальной концентрации п воз­растает: например, при 600 мг/л п=0,3; для шахтных вод /г=0,35; для шерстомойных сточных вод « = 0,19...0,44 в зави­симости от количества жира и ПАВ в сточной воде. Однако не для всех видов сточных вод имеются достаточно полные опытные данные, характеризующие осаждаемость взвешенных частиц.

В тех случаях, когда данные отсутствуют и не могут быть получены по каким-либо причинам экспериментальным путем, отстойники рассчиты­вают по имеющимся данным для близких по составу сточных вод или применяют другие способы расчета (например, по нагрузке сточных вод в м /м2 поверхности отстойника).

Исходными данными при расчете отстойников на любую степень полноты выделения из сточных вод нерастворимых примесей, незави­симо от их вида, является: 1) объем сточных вод и начальная концент­рация в них взвешенных веществ Сь 2) допустимая конечная концент­рация Сг взвешенных веществ в отстоенной воде, принимаемая в соот­ветствии с санитарными нормами или обусловленная технологическими требованиями, как, например, при расчете первичных отстойников перед аэротенками на полную очистку и биофильтрами, когда С2 должна быть 100-150 мг/л; 3) условная гидравлическая крупность и0 частиц, кото­рые требуется выделить из воды; высота столба воды H в лабораторном цилиндре, в котором производится технологический анализ (отстаива­ние) сточной воды; 4) показатель степени п, отражающий влияние аг­ломерации взвешенных частиц при их осаждении.

Необходимый рабочий эффект осветления определяется из выраже­ния

Cl~~Cz юо. (4.59)

Соответственно этому эффекту принимаются наименьшая скорость осаждения (гидравлическая крупность частиц) и0, мм/с (табл. 4.17), или продолжительность отстаивания (см. рис. 4.26), по которым опре­деляются основные размеры первичных отстойников.

Эффект отстаивания сточных вод Э и происходящее при этом уплот­нение осадка влияют на экономичность и устойчивость работы очистных сооружений, особенно при биологической очистке сточных вод.

Увеличение выноса взвешенных частиц из первичных отстойников приводит к увеличению объема избыточного активного ила в аэротенках. Влажность активного ила (99%) значительно превышает влажность осадка (93-95%) из первичных отстойников. Это вызывает необходи­мость увеличения вместимости илоуплотнителей и всех последующих со­оружений для обработки избыточного активного ила.

В целях повышения эффективности работы отстойников, особенно при содержании в сточной воде взвешенных веществ более 300 мг/л, не­обходимо принимать дополнительные меры: а) добавлять к сточным во­дам химические реагенты - коагулянты, способствующие увеличению гидравлической крупности частиц примесей; б) добавлять хорошо оседа­ющие взвешенные вещества, в частности, активный ил, выполняющий роль сорбента и биокоагулянта; в) предварительно аэрировать сточные воды, что способствует флокуляции (хлопьеобразованию и укрупнению) находящихся в сточной воде мельчайших нерастворенных примесей.

Химические реагенты применяют главным образом при очистке про­изводственных сточных вод, биокоагуляцию и флокуляцию - при очист­ке бытовых сточных вод и их смесей с производственными водами.

1 - трубопровод для отвода сырого осадка и опорожнения; 2 и 4 - лотки площадью сечения соот­ветственно 800X900 и 600X900 мм; 3 и 14 - дюкеры для подачи сырой сточной воды соответственно D =700 И D =1000 Мм; 5 -впускные отверстия; 6 -- скребковая тележка; 7 - жиросборный хоток, й = =400 мм; 8 - ребро водослива; 9 - фронтальная тележка; 10 - жиропровод, 5=200 мм 11 - само­течный трубопровод для отвода сырого осадка и жира для опорожнения. 12 -аварийный дюкер площадью сечеиия 1200X1200 мм; 13 - самотечный трубопровод для отвода сырого осадка и опорож­нения, D - 200 мм; /5 -шиберы 400ХЬ00 мм; /б - дюкер для отвода осветленной воды, D =7 00 мм

Стицы uQ пбд действием СИЛЫ Тяжести и скорости горизон­тального движения воды V Вдоль отстойника (рис. 4.28). Траектория движения частицы направлена здесь по равнодей­ствующей этих двух скоростей.

При заданных величинах И, L и V можно найти такое зна­чение скорости осаждения и0, при котором равнодействую­щая пройдет через наиболее удаленную точку дна отстойни­ка г. В отстойнике будут за­держиваться лишь взвешенные частицы, имеющие скорость осаждения которая является наименьшей для данного отстойника. Ее назы­вают охватываемой скоростью, т. е. гидравлической крупностью тех наи-

Боле мелких взвешенных веществ, которые задерживаются отстойником указанной длины. Более мелкие частицы, скорость падения которых меньше и0, будут выноситься с водой.

Эффективность выпадения взвешенных веществ из сточной воды в первичных отстойниках характеризуется данными табл. 4.17.

При проектировании первичных горизонтальных отстойников для бытовых и близких им по составу производственных сточных вод ре­комендуется принимать расчетную глубину отстойной (проточной) части ~3 м (допускается 4 м), расчетную горизонтальную скорость потока V = 5...7 мм/с, длину отстойника L - VH / U 0 (здесь и0 - по табл. 4.17).

В табл> 4.18 даны размеры типовых горизонтальных первичных от­стойников.

Таблица 4.18

Высота борта отстойника над поверхностью воды обычно не превы­шает 0,4 м.

Между проточной и иловой частью отстойника предусматривается нейтральный слой высотой 0,4 м.

Ширина отстойника принимается в зависимости от способа удаления из него осадка, однако с таким расчетом, чтобы число отделений от­стойника было не менее двух. Обычно эта ширина не превышает 9 м. Ширину отстойника целесообразно увязывать с шириной аэротенков (б и 9 м), чтобы иметь возможность объединить эти сооружения в сек­ции.

Имеющиеся унифицированные сборные панели высотой 3,6 и 4,8 м для прямоугольных емкостей позволяют подобрать по глубине проточной части два типоразмера горизонтальных отстойников-3,2 и 4,4 м.

Осадок из отстойников удаляется под гидростатическим давлением и с помощью различных механизмов (скребков, насосов, элеваторов и др.).

Основными преимуществами горизонтальных отстойников являются: малая глубина, хороший эффект очистки, возможность использования од­ного сгребающего устройства для нескольких отделений. К недостаткам их относится необходимость применения большего числа отстойников вследствие ограниченной ширины.

Вертикальный отстойник (рис. 4.29) представляет собой круглый в плане резервуар с коническим днищем.

Сточная вода подводится к центральной трубе и спускается по ней вниз. При выходе из нижней части центральной трубы она меняет на­правление движения и медленно поднимается вверх к сливному желобу. При этом из сточной воды выпадают грубодисперсные примеси, плот­ность которых больше плотности сточной воды. Для лучшего распреде­ления воды по всему сечению отстойника и предотвращения взмучива­ния осадка опускающейся водой центральную трубу делают с растру­бом, ниже которого устанавливают отражательный щит.

Каждая частица нерастворенных примесей, поступившая в отстой­ник, стремится двигаться вместе со слоем воды вверх с той же скоро­стью V, с какой движется вода; в то же время под действием силы тя­жести она стремится вниз со скоростью и0, зависящей от размера и фор­мы частиц, их плотности и вязкости жидкости.

Сточная вода содержит механические примеси различной гидравли­ческой крупности, поэтому при протоке ее в отстойнике с какой-либо по­стоянной скоростью v частицы этих примесей будут занимать самые различные положения. Одни из них (при u0>v) быстро осаждаются на дно отстойника, другие (с U 0 = V ) находятся во взвешенном состоянии, третьи (с u0

Для бытовых сточных вод величину V принимают равной 0,7 мм/с. Продолжительность отстаивания зависит от требуемой степени осветле­ния сточных вод и принимается в пределах от 30 мин (перед полями фильтрации) до 1,5 ч (перед аэротенками и биофильтрами).

Уровень воды в отстойнике определяется гребнем переливного (сбор­ного) желоба, в который поступает отстоенная вода. Отсюда она на­правляется на последующую очистку. Взвешенные вещества, выделив­шиеся из сточной воды, образуют осадок (примерно 0,8 л/сутки по рас­чету на одного жителя), скапливающийся в иловой части отстойника, вместимость которой рассчитывают на двухсуточный объем осадка.

Осадок из вертикальных отстойников удаляют под действием гидро­статического давления через иловую трубу диаметром 200 мм, выпуск которой расположен на 1,5-2 м ниже уровня воды в отстойнике. Влаж­ность осадка 95%.

Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с го­ризонтальными; к числу их относятся удобство удаления осадка и мень­шая площадь, занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недо­статков, из которых можно отметить: а) большую глубину, что повыша­ет стоимость их строительства, особенно при наличии грунтовых вод; б) ограниченную пропускную способность, так как диаметр их не пре­вышает 9 м.

При проектировании вертикальную скорость движения сточной воды

Рис 4 29 Первичный вертикальный отстойник диаметром 9 ч из сборного железобетона 1 -выпуск ила, 2 -выпуск корки, 3 -центральная труба с отражателем, 4 Водосборный ас юб, 5 - отводящий лоток. 6 - подводящий лоток

16-11 241

V принимают равной наименьшей скорости выпадения и0 той части взве­шенных веществ, на содержание которой рассчитывается отстойник; ве­личина и0 останавливается по графику осаждения взвешенных частиц. Расчетная площадь поперечного сечения отстойника равна площади поверхности воды в нем (в плане) за вычетом площади центральной трубы. Рабочей длиной (высотой) отстойника является расстояние от низа центральной трубы до поверхности воды.

Площадь F центральной трубы (или общую площадь всех труб, если имеется несколько отстойников) определяют по максимальному секундному расходу сточной воды Q , м3/с, и скорости в центральной трубе Vi, м/с:

1 - отражательный щит;

2 - раструб; 3 - централь­

Ная труба

Скорость Vu обычно принимаемая равной 0,03 м/с, не должна пре­вышать 0,1 м/с при наличии отражательного щита.

Высота проточной части отстойника или длина центральной его трубы

H = Vt , (4.61)

Но не менее 2,7 м.

Общий объем проточной части всех отстойников (если их несколь­ко), м3,

W = QKt / 24, (4.62)

Где Q- средний суточный расход сточной воды, м3/сутки;

К- коэффициент неравномерности притока сточной воды. Общая рабочая площадь отстойников, м2,

Fx - W / H . (4.63)

Полную площадь (в плане) отстойников определяют как сумму по­лезной их площади Fy и площади F , занимаемой центральной трубой (или центральными трубами):

F = F!--f. (4.64)

Расчет вертикальных отстойников, согласно методу, предложенному проф. С. М. Шифриным, производится следующим образом. По требуе­мому эффекту осветления сточной воды с различными начальными кон­
центрациями в ней взвешенных частиц находят с помощью рис. 4.30 гидравлическую крупность частиц, которые должны быть выделены в проектируемом отстойнике. Затем по найденной величине и0у поль­зуясь рис. 4.31, определяют радиус отстойника г. Среднюю скорость вхо­да сточной воды в отстойную зону ив (скорость в сечении между раст­рубом центральной трубы и отражательным щитом) С. М. Шифрин рекомендует принимать равной 1,2 см/с.

При этом площадь живого сечения представляет собой боковую по­верхность цилиндра, диаметр которого равен диаметру раструба цент­ральной трубы, а высота равна размеру зазора, т. е. 0,25-0,5 м.

Диаметр центральной трубы D определяют по скорости нисходяще­го движения воды в ней, равной 0,03 м/с. Длину трубы, которая должна целиком размещаться в цилиндрической части отстойника, определяют по формуле (4.61).

Диаметр вертикального отстойника не должен превышать его рабо­чую глубину более чем в 3 раза.

Эффект осветления сточной воды в вертикальных отстойниках со­ставляет практически не более 40%, теоретически расчет ведется на эффект осветления 50%.

Число отстойников зависит от принятого конструктивного типа, диа­метра одного отстойника и расчетного расхода сточной воды. Полная строительная высота (глубина) отстойника Ястр определяется как сумма высоты проточной части, нейтрального слоя, иловой части (или камеры) и высоты борта над уровнем воды, принимаемой 0,3-0,4 м.

Высота иловой камеры зависит от ее объема и диаметра отстойни­ка. Расчетную вместимость иловой камеры определяют по объему выпа­дающего осадка и продолжительности пребывания его в камере.

Иловую часть отстойников выполняют конической (для круглых от­стойников) с углом наклона стенок днища 50°, чтобы обеспечить спол­зание осадка. Внизу конуса (или пирамиды) устраивают площадку диаметром 0,4 м.

Во избежание попадания в сток всплывших загрязнений перед сбор­ными лотками (периферийными и радиальными) устанавливают полу­погружные доски (щитки), расположенные на расстоянии 0,3-0,5 м от лотка; их погружают в воду на глубину 0,25-0,3 м от поверхности воды; высота непогруженной в воду части должна быть не менее 0,2-0,3 м.

Основные размеры типовых вертикальных отстойников из сборного железобетона приведены в табл. 4.19.

Таблица 4.19

Вертикальный отстойник новой конструкции с нисходяще-восходя­щим потоком сточной воды представляет собой круглый резервуар с периферийным лотком для сбора осветленной воды. Отличие этого от­стойника от типового заключается в том, что центральная труба замене-

Рис 4 33 Первичный вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком

1 - приемная камера 2-подающий лоток (или трубопровод), 3-трубопровод для удаления та вающнх веществ 4 - приемная воронка для удаления плавающих веществ, 5 -зубчатый Водослі"із 6 - отражательный козырек 7 - распределительный лоток 8 - периферийный лоток для сбооа осветленной воды, 9-отводящий трубопровод, 10 - отстойник, //-- кольцевая полупогружная пере городка 12 трубопровод для отвода ила

На не доходящей до дна полупогружной перегородкой, разделяющей площадь отстойника на две равные части, а впускное устройство вы­полнено на внутренней поверхности перегородки по всему периметру в виде переливного зубчатого распределителя с затопленным отража­тельным козырьком (рис. 4.33).

Сточная вода поступает по лотку (или по трубе) в приемную камеру, а затем в лоток, имеющий зубчатый водослив, из которого вода равно­мерно переливается и движется по периметру внутренней части отстой­ника. Отражательный козырек меняет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. По мере продвижения от перегородки к центру вода опускается вниз, распределяясь равномерно по всему сечению внутренней нисходящей части отстойника. При движении сточ­ной воды вниз с малыми скоростями поток теряет свою транспортирую­щую способность, благодаря чему происходит осаждение взвешенных частиц. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока. Далее вода движется восходящим потоком, перели­вается через борт сборного лотка и отводится через отводную трубу. Всплывающие вещества скапливаются у воронки и периодически уда­ляются через трубу. Осадок удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе.

Вертикальный отстойник этого типа увеличивает эффект задержания взвешенных веществ до 60-70% или при сохранении эффекта осветле­ния обычного вертикального отстойника увеличивает пропускную спо­собность примерно в 1,5 раза.

В Институте городского хозяйства МКХ УССР разработаны конст­рукции вертикальных отстойников с нисходяще-восходящим потоком для нескольких типоразмеров.

Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане ре­зервуар (рис. 4.34). Сточная вода подается в центр отстойника снизу вверх и движется радиально от центра к периферии. Особенностью гид­равлического режима работы радиального отстойника является то, что скорость движения воды изменяется от максимального его значения в центре отстойника до минимального у периферии. Плавающие веще­ства удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройст­вом, размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный бункер или в сборный лоток.

Выпадающий осадок с помощью скребков, укрепленных на подвиж­ной ферме, сдвигается в приямок отстойника. Частота вращения под­вижной фермы 2-3 ч-1; вращение осуществляется с помощью перифе­рийного привода с тележкой на пневмомашине. Осадок удаляется по трубопроводу с помощью плунжерных и центробежных насосов, уста­новленных в расположенной рядом насосной станции. Всплывающие ве­щества отводятся в жиросборник.

Осветленная вода поступает в круговой сборный лоток через один или через оба его борта, являющихся водосливами. В целях обеспечения более надежного выравнивания скорости движения воды на выходе из отстойника водосливы сборных лотков выполняют зубчатыми. Нагрузка на 1 м водослива не превышает 10 л/с.

В СССР радиальные отстойники строят диаметром 18-54 м (табл. 4.20), а на зарубежных очистных станциях - диаметром 6-60 м и более.

Радиальные отстойники применяют в качестве как первичных, так и вторичных. Отношение диаметра отстойника к его глубине у перифе­рийного водосборного лотка принимают от 6 до 12. Отстойники задер­живают до 60% взвешенных веществ.

1 - илоскреб 2 - распределительная чаша 3 - подводящий трубопровод 4 - трубопровод сырого осадка, 5 - жиросборник, 6- насосная станция, 7-отводящий трубопровод

Расчет первичных радиальных отстойников производится на макси­мальный часовой приток по продолжительности отстаивания, принимае­мой для бытовых сточных вод равной 1,5 ч.

Вместимость приямка для сбора осадка в отстойнике определяют по объему осадка, образовавшегося в течение 4 ч. Стенки приямка имеют наклон 60°, что облегчает сползание осадка.

В зависимости от объема выпавшего осадка скребковый механизм работает непрерывно или периодически. В последнем случае он вклю­чается за 1 ч до начала удаления осадка. Процесс удаления автомати­зирован. Влажность осадка равна 95% при самотечном удалении и 93,5% при удалении насосами.

Диаметр иловой трубы определяют расчетом, однако он должен быть не менее 200 мм. Высота бортов отстойника над поверхностью воды в нем обычно равна 0,3.

Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глу­бина, что удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позво­ляет устанавливать минимальные по толщине стенки, что также снижа­ет стоимость сооружений.

Независимо от производительности очистной станции минимальное число отстойников принимается с таким расчетом, чтобы на первую очередь строительства иметь не менее двух рабочих отстойников. Часто компонуют четыре отстойника в единый блок. Равномерное распределе­ние сточной воды между отстойниками осуществляется с помощью рас­пределительной чаши.

При выборе типоразмеров отстойников учитывается, что более круп­ные отстойники экономичнее по сравнению с малогабаритными.

Для повышения эффекта ОЧИСТКИ При БПКполн СТОЧНОЙ ВОДЫ б0ЛЄЄ 130 мг/л радиальный отстойник может иметь преаэратор, установленный в центральном распределительном устройстве.

Предварительная аэрация с избыточным активным илом городских сточных вод позволяет вывести из их состава при отстаивании соедине­ния хрома, меди, цинка в тонкодисперсном и коллоидном состоянии. Однако преаэрация сточной воды повышает влажность сырого осадка до 94,5% по сравнению с влажностью осадка при обычном отстаивании (93,5%).

Разновидностью радиальных отстойников являются отстойники с пе­риферийной подачей в них сточных вод (рис. 4.35). Основные парамет­ры таких первичных радиальных отстойников представлены в табл. 4.21.

Водораспределительный желоб опоясывает отстойник по окруж­ности и имеет постоянную ширину и постепенно уменьшающуюся от начала к концу желоба глубину. В дне желоба имеются круглые впуск­ные отверстия, расположенные так, что в сочетании с переменной глу­биной желоба, различными диаметрами отверстий и расстоянием меж­ду ними обеспечивается постоянная скорость движения воды в желобе.

Постоянство скорости предупреждает выпадение осадка в распреде­лительном желобе и создает благоприятные условия для транспортиро­вания плавающих веществ в сборник, расположенный в конце желоба. Поступившая из отверстий вода направляется вертикальной кольцевой перегородкой в нижнюю зону отстойника. Скорость нисходящего пото­ка постепенно уменьшается и достигает минимума у кольцевого отра­жателя, направляющего поток в центральную зону отстойника и далее к водоотводящему кольцевому желобу.

Небольшая скорость потока обусловливает начало выпадения взве­шенных веществ уже у выхода из-под кольцевой перегородки. Движе­ние воды происходит по всему живому сечению отстойника, при этом местные завихрения практически отсутствуют. Поступление осветляемой воды в отстойник у его дна обеспечивает кратчайший путь осаждения взвешенных веществ.

Отмеченные особенности гидравлического режима работы таких отстойников обусловливают более высокий эффект задержания

/ - подводящий канал; 2- трубопровод для отвода плавающих веществ; 3- отводящий трубоппо - вод; 4 - затвор с подвижным водосливом для выпуска плавающих веществ из лотка; 5 - струе - направляющие трубки; 6 - распределительный лоток; 7 - полупогружная доска для задержания плавающих веществ; 8 трубопровод для осадка

Взвешенных веществ, чем в обычных радиальных отстойниках с подачей сточной воды из центра. Продолжительность отстаивания в отстойниках с периферийным впуском воды принимается меньше, чем в обычных от­стойниках, при одинаковом эффекте осветления сточных вод.

1 - подача сточной воды; 2- распределительная перегородка, 3 - направление движения воды к сборным лоткам; 4 - илоскребы; 5-отвод осад­ка; 6-выпуск осветленной воды

Радиальный отстойник с вращающимися водораспределительным и водосборным устройствами, предложенный И. В. Скирдовым и раз­работанный Союзводоканалпроектом, представлен на рис. 4.37. Основ­ная масса воды в отстойниках с такими устройствами находится в покое, поэтому осаждение взвешенных веществ в них происходит с такой же скоростью, как и в лабораторных условиях.

М

Подача воды в отстойник и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба, разделенного продольной перегородкой на две части. С внутренней стороны лоток ограничен пере­городкой, снизу - щелевым днищем и снаружи - распределительной решеткой с вертикальными щелями, снабженной струенаправляющими лопатками.

Щелевое днище выполнено в виде жалюзийной решетки, через попе­речные щели которой проваливаются тяжелые частицы.

Струенаправляющие лопатки имеют обтекаемую форму и поворачи­ваются па любой угол; размещаются они таким образом, чтобы продол­жительность пребывания отдельных струй в отстойнике практически была одинаковой.

Водосборный лоток с затопленным водосливом имеет водонепрони­цаемые стенки и днище. Из лотка вода отсасывается сифоном в отвод­ной наружный желоб. Сифон снабжен регулятором расхода (дроссель­ным клапаном, связанным системой рычагов с поплавком). У днища водосборного лотка расположен направляющий козырек.

Необходимая продолжительность отстаивания t зависит от глубины зоны отстаивания h 0 и скорости осаждения и0 частиц, на задержание ко­торых рассчитывается отстойник, т. е. t = H 0 Ju 0 . Глубина h 0 зависит от конструкции водоприемных устройств; в случае применения лотков с затопленным водосливом она обычно принимается от 0,8 до 1,2 м.

Высоту нейтрального слоя принимают от 0,5 до 0,6 м, глубину слоя осадка Ли - от 0,3 до 0,4 м.

В течение времени t водораспределительный и водосборный лоток должен сделать один оборот. В этом случае им будет собрана отстояв­шаяся вода, объем которой

Q = KnR2h0t (4.65)

Где К- опытный коэффициент использования зоны отстаивания, рав­ный 0,85;

R - радиус отстойника.

Величиной Q характеризуется пропускная способность отстойника.

Гидравлический расчет водораспределительного и водосборного устройства сводится к определению формы (в плане) перегородки меж­ду приемной и распределительной частями лотка, необходимой глубины погружения кромки водосборного водослива, а также высоты перепада между уровнями воды в отстойнике и периферийном отводном желобе, обеспечивающей бесперебойную работу сифона. Форма перегородки в плане не зависит от расчетного расхода сточных вод.

При распределении воды с помощью решетки из равномерно рас­ставленных лопаток криволинейного очертания ширина водораспреде­лительного лотка Ьи м, определяется в зависимости от расстояния I, м, от центра отстойника по уравнению

Bi = n Vr2 - 12, (4.66)

Где п-отношение ширины водораспределительного лотка в его на­чале к радиусу отстойника R; величину п рекомендуется при­нимать равной 0,1-0,12.

Для сбора осветленной воды наиболее целесообразно применение за­топленных водосливов. При коэффициенте затопления 6 = 0,8 и коэффи­циенте расхода т=0,45 глубина погружения определяется по уравне­нию

H 0 = 1,24 (QIR 2 )2/ 3 12/3 , (4.67)

Где Q- пропускная способность отстойника, м3/ч;

R - радиус отстойника, м; /- длина (ширина) водослива, м.

Перепад между уровнем воды в отстойнике и водоотводящем пери­ферийном желобе

Tf>2/is, (4.68)

Где hs - потери напора в сифоне, определяемые по общим формулам гидравлики.

Величина реактивной силы зависит от массы подаваемой в отстойник сточной жидкости и скорости ее вытекания. При практически допускае­мых нагрузках на отстойники она обеспечивает бесперебойное движе­ние логка без применения каких-либо других (кроме реактивных) сил; во многих случаях реактивная сила оказывается достаточной для вра­щения не только собственно лотка, но и скребковой фермы.

Осветлитель с естественной аэрацией представляет собой верти­кальный отстойник с внутренней камерой флокуляции (рис. 4.38). Сточ -

/ Г

Ная вода поступает по лотку в центральную трубу, на конце которой прикреплен отражательный щит. Вследствие разницы уровней воды (0,6 м) в подводящем лотке и осветлителе происходит эжекция воздуха потоком сточных вод, поступающих в осветлитель. В камере флокуля - ции происходит частичное окисление органических веществ и усиленное хлопьеобразование, способствующее интенсификации процесса. Из камеры флокуляции сточная вода направляется в отстойную зону освет­лителя, в которой при прохождении через слой взвешенного осадка за­держиваются мелкодисперсные взвешенные частицы. Осветленная вода через кромку водослива переливается в периферийный лоток и далее в отводящий. Выпавший осадок под гидростатическим напором удаля­ется по трубе в иловый колодец. Плавающие вещества задерживаются внутренней стенкой сборного лотка и по мере накопления сбрасываются в иловый колодец по трубе через кольцевой лоток. В результате эффект очистки стоков в сооружении достигает 75%. Характеристика работы осветлителей приведена в табл. 4.22. Пропускная способность осветли­теля диаметром 9 м при продолжительности пребывания в нем сточной жидкости 1,5 ч - 53,6 л/с, а осветлителя диаметром 6 м - 23,6 л/с. Осветлители компонуются в блок из двух и четырех сооружений.

Тонкослойные отстойники представляют собой открытые и закры­тые резервуары. Как и обычные отстойники, они имеют водораспредели­тельную, отстойную и водосборную зоны, а также зону накопления осад­ка. Отстойная зона полочными секциями или трубчатыми элементами делится на ряд неглубоких слоев (до 15 см). Полочные секции монтиру­ются из плоских или волнистых пластин, удобных в эксплуатации. Труб­чатые секции характеризуются большей жесткостью конструкции, обес­печивающей постоянство размеров по всей длине. Они могут работать с более высокими скоростями, чем полочные секции, но быстрее заили­ваются осадками, труднее поддаются очистке и требуют повышенного расхода материалов.

Уменьшение высоты отстаивания обеспечивает снижение турбулент­ности, характеризуемое Re^500, и вертикальной составляющей пульса­ций потока сточной воды, вследствие чего повышается коэффициент использования объема и уменьшается продолжительность отстаивания (до нескольких минут). Реконструкция обычных отстойников в тонко­слойные позволяет повысить их производительность в 2-4 раза.

Для осаждения взвешенных веществ из воды в тонком слое как у нас в стране, так и за рубежом предложено большое число тонкослойных отстойников различных конструкций. Принципиальные схемы тонкослой­ных отстойников показаны на рис. 4.39. Основные схемы взаимного движе­ния воды и выделенного осадка следующие: перекрестная схема - когда выделенный осадок движется перпендикулярно движению рабочего по­тока жидкости; противоточная схема - выделенный осадок удаляется в направлении, противоположном движению рабочего потока (рис. 4.40);

Прямоточная схема - направление движения осадка совпадает с на­правлением водного потока.

Наиболее рациональной конструкцией тонкослойного отстойника сле­дует считать отстойник с противоточной схемой движения фаз, снабжен­ный пропорциональным распределительным устройством.

Рис 4 39 Трубча­тые секции, встро­енные в радиаль­ный (а) и в гори­зонтальный (б) тонкослойные от­стойники

Эти отстойники следует применять для очистки сточных вод, содер­жащих в основном оседающие примеси. Благодаря движению воды в

Наклонных секциях снизу вверх создаются благоприятные условия для осаждения взвешенных веществ по более короткой тра­ектории.

Осадок непрерывно сползает против дви­жения воды и в виде крупных агломератов осаждается в иловый приямок, из которого периодически удаляется через иловую тру­бу. Всплывшие вещества собираются в па­зухе между секциями и удаляются погружа­ющимся лотком. Плавающие вещества для сокращения объема воды, удаляемой с ни­ми, подгоняются к лотку воздушными стру­ями. Воздух подают перфорированные тру­бы, расположенные по периферии отстой­ника.

Расчет тонкослойного отстойника произ­водится в следующем порядке: 1. Площадь поперечного сечения полочного пространства вычисляет­ся по формуле

(о - Q / V , (4.69)

Где Q-расход сточной воды, м3/ч;

V- скорость потока сточной воды в секциях тонкослойного отстой­ника, м/ч.

Скорость v , м/ч, определяют из условия обеспечения ламинарного ре­жима течения воды в секциях по уравнению

V - 3600 Re %v/, (4.70)

Где Re- число Рейнольдса; должно быть менее 500; %-смоченный периметр секции, м;

©х-площадь поперечного сечения секции, м2; v- кинематическая вязкость, м2/с. Практически скорость движения воды в секциях принимают равной 10 и0, т. е. примерно 5-10 мм/с.

В=:<й/Н. (4.71)

Угол наклона полок равняется 45-60° в зависимости от угла сполза­ния осадка в воде.

3. Необходимую продолжительность отстаивания, ч, определяют из уравнения

Где и0 -гидравлическая крупность частиц, мм/с, осаждение которых обеспечивает требуемый эффект осветления сточной воды. Величину и0 определяют по кинетике осветления сточной воды в по­кое при высоте слоя отстаивания, равной высоте секции Hc в тонкослой­ном отстойнике. Минимальная высота hc должна приниматься с учетом способа удаления выпавшего осадка и необходимости обеспечения не - засоряемости секции, Hc = 50...150 мм.

4. Длину полочного пространства определяют из выражения

L = Ktpv ,

Где К - коэффициент запаса, равный 1,1 -1,5.

Общая строительная длина тонкослойного отстойника складывается из длины, необходимой для установки водораспределительных и водо­сборных устройств, и длины полочного пространства.

5. Объем иловой части отстойника определяют по уравнению

(С0 - Ct ) Q-100

(ioo -pL (4-73)

Где W-объем осадка;

С0- начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде;

Ct - концентрация взвешенных веществ в осветленной воде; Q- расчетный расход сточных вод; Р - влажность осадка, %"» рос - плотность осадка.

Для расчета отстойников сначала определяют их размеры, а затем уточняют значения расчетных величин. Одной из основных величин является средняя расчетная скорость в проточной части отстойника, при­нимаемая в первом приближении для радиальных (в сечении на поло­вине радиуса) и горизонтальных отстойников и = 5...7 мм/с, для от­стойников с вращающимся распределительным устройством и верти­кальных у = 0.

Длину горизонтальных отстойников определяют по формуле

VH

АГ "о

Радиус отстойников вертикальных, радиальных, с вращающимся распре­делительным устройством и с периферийным впуском - по формуле

Где v-средняя расчетная скорость в проточной части отстойника,

Н-глубина проточной части отстойника (от границы нейтрально­го слоя до уровня воды), м; К- коэффициент, зависящий от типа отстойника и конструкции водораспределительных и водосборных устройств; принимает­ся равным для горизонтальных отстойников 0,5, радиальных - 0,45, вертикальных - 0,35, для отстойников с вращающимся распределительным устройством -0,85; и0-скорость осаждения взвешенных частиц в отстойнике (гидрав­лическая крупность), мм/с; Q-расчетный расход сточных вод, м3/ч.

Гидравлическая крупность определяется по формуле

И --------------- і----- - о, (4.76)

0 at (KH /h )n " }

Где a- коэффициент, учитывающий влияние температуры воды на ее вязкость; принимается по табл. 4.23; t-продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды Л, соответствующая заданному эффекту осветления, с; опреде­ляется экспериментально или принимается приближенно для основных видов взвешенных веществ по табл. 4.24; п-эмпирический коэффициент, зависящий от свойств взвеси, оп­ределяется экспериментально; w-вертикальная составляющая скорости движения воды в отстой­нике, принимается по табл. 4.25.

Таблица 423

Таблица 4.24

Продолжительность отстаивания сточных вод в покое в зависимости от эффекта осветления

Продолжительность отстаивания взвешенных веществ, с, в цилиндре глубиной 500 мм

Значение (KHjh ) N в расчетах первичных отстойников для городских сточных вод может приниматься по табл. 4.26.

После определения L и R для горизонтальных и радиальных отстой­ников уточняется значение и:

Где В - ширина отстойника, м; принимается в пределах 2-5 Я; для радиальных отстойников (в сечении на половине радиуса)

Если уточненное значение значительно отличается от принятого ра­нее (при вычислении w ), величины L и R следует определять повторно с учетом полученного значения V.

Для отстойников с вращающимся распределительным устройством период вращения, ч, распределительного устройства определяется по формуле

T = nR *HK /Q . (4.77)

Объем удаляемого из первичных отстойников осадка определяется в соответствии с эффектом отстаивания сточных вод. Объем иловой ка­меры принимается равным объему выпавшего осадка за период не бо­лее двух суток.

В отдельных случаях при отсутствии достаточных данных, характе­ризующих кинетику осаждения взвешенных веществ, отстойники можно рассчитывать по нагрузке сточной воды на площадь зеркала отстойника Q или по скорости движения v И продолжительности отстаивания t , при­нимаемым по данным эксплуатации отстойников, осветляющих воду аналогичного состава. Для бытовых сточных вод q - 2...3,5 м3/(м2-ч), V - S ...7 мм/с и f=l...l,5 ч.

Гидравлический режим работы отстойников в значительной степе­ни влияет на эффект их работы. Чем совершеннее конструкция отстой* ника, тем выше эффективность задержания взвешенных веществ. Со­вершенство конструкций связано с условиями входа воды в отстойник, т. е. со скоростью входа воды и величиной заглубления кожуха в ради -

17-11

Альном или распределительной перегородки в горизонтальном отстой­нике. Гидравлический режим работы оценивается по коэффициентам объемного использования и полезного действия отстойников.

Коэффициент объемного использования отстойника определяется из­мерением скоростей течения воды по всей глубине отстойной зоны (в не­скольких сечениях) и установлением активной зоны, а коэффициент по­лезного действия - как отношение эффекта осветления в натурном от­стойнике к эффекту осветления на модели (в покое) при равной продолжительности отстаивания.

Эти коэффициенты в той или иной степени учитывают в расчетах. Так, при расчете горизонтальных отстойников [формула (4.74)] вводит­ся коэффициент /(=0,5 при определении их длины, в расчетах радиаль­ного отстойника [формула (4.75)] К ==0,45, а при расчете отстойника конструкции И. В. Скирдова коэффициент объемного использования принимается 0,85. Однако эти значения коэффициентов не описаны в ви­де математической зависимости. С этой целью кафедрой канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева были проведены исследования на моделях и в натурном отстойнике. После математической обработки результатов опытов были получены следующие зависимости:

0,76 - 0,05 /і 2 4- 0 ,11 H

1 + 0,00275,вх; (4"78)

/Со. и = 1 - 0,000825 (L/Я)3 -J - 0,02335 (L/Я)2- 0,1755 (ЫН), (4.79)

Где К"ои - коэффициент объемного использования, зависящий от глу­бины погружения распределительного устройства Л=0,25# и скорости входа воды увх (под распределительным устрой­ством vBX принимается в пределах 20-25 мм/с); К"оп - коэффициент объемного использования, зависящий от гео­метрического отношения длины отстойной зоны L или R к глубине Я.

Значение К"ол в уравнении (4.78) справедливо только при L / H - 10. В ином случае коэффициент объемного использования определяется по формуле

АГо. и =*o. H*S. e/*S. H. (4.80)

Где К°я- коэффициент объемного использования отстойника, опреде­ляемый по формуле (4.79) при L ( H -[ Q KnQVl-то же, но при любом значении L/Я, отличном от 10. Значения коэффициентов полезного действия т| находят в зависимо­сти от продолжительности отстаивания T , ч, которое определяется при технологическом анализе (рис. 4.41), /(ои и фактической вязкости сточ­ной воды р по формулам: для бытовых сточных вод

Ц=е »*к<>-*" . (4.81)

Для производственных сточных вод

Т=е VWp2 t <4.82)

Гдер. н, [хм - динамическая вязкость сточной воды соответственно в на­турном отстойнике и при технологическом анализе осветле­ния этих же сточных вод на модели;

Pi> Рз - плотность осадка соответственно бытовых и производствен­ных сточных вод.

3Н = 3МГ1, (4.83)

ГДе ^м - эффект осветления воды на модели (в покое); берется по рис. 4.42 при тех же значениях времени, при которых опре­делялся коэффициент полезного действия, т. е. при t = 0... ...1,5 toc (определяется в сосуде глубиной, равной глубине проектируемого отстойника).

Полученные данные наносят на график (рис. 4.43) и строят кривую зависимости эффекта осветления сточных вод Э от продолжительности отстаивания t для отстойника.

1 - находящейся в состоянии покоя (в подели); 2 - движущейся (в натуре)

По требуемому эффекту очистки сточных вод и графику 9=f {t ) для отстойника находится необходимая продолжительность отстаивания сточной воды в отстойнике tn .

Для горизонтальных отстойников

U ?! = ВН (L - /0), (4,85)

Где R -радиус отстойника, равный L , м;

Н - глубина отстойной зоны, м; следует принимать 1,5-3 м; В - ширина горизонтального отстойника;

10- расстояние от распределительного лотка до полупогружной доски в горизонтальном отстойнике. Определяем расход сточных вод, м3/ч, который должен быть подан на один отстойник:

Qi = WtJtBt (4.86)

Где їн- продолжительность отстаивания сточных вод, принятая по рис. 4.43.

В заключение определяется необходимое число рабочих отстойников:

N = Qo 6ui /Q 1 , (4.87)

Где Фобш-расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения, м3/ч.