Вопрос 19.

Вторичные канализационные отстойники: конструкции, расчет, методы интенсификации. Флотационное и мембранное илоразделение.

Эффективность работы вторичных отстойников определяет состав воды по лимитирующим показателям. Если далее нет очистки, то вторичный отстойник – последняя стадия очистки. Уделяют большое внимание реконструкции и интенсификации вторичных отстойников. Чтоб количество фосфора в св было небольшим, надо чтоб период вторичного отстаивания был коротким. Но для нитрификации время отстаивания надо продлить. Отстаивание более 3ч не имеет смысла. Применяют много всяких методов интенсификации.

Расчет отстойников после биофильтров производится по формуле: , Кset – коэффициент использования объема, u₀ – гидравлическая крупность.

После аэротенков используют формулу 67 снипа.

Есть минус у этой формулы: если нагрузку взять маленькую и будем выходить на вынос ила из отстойников, то он может стать отрицательным, она используется на ограниченные нагрузки.

Спецы питерского водоканала предложили: (7) , Сех – концентрация взвеси в очищенной воде, В – множитель, отражает влияние факторов(нагрузка, качественный состав и тд), остальные величины – некоторые множители. Х1 – учитывает влияние объема отделяющейся воды. Х2 – зависит от степени рециркуляции ила. Х3 – учитывает возможность подсоса и выноса ила вблизи водосборных лотков. Х4 – описывает кинетику осаждения взвеси в отстойнике.

Коэффициенты в формулах для определения Х определялись по данным станций санкт-петербурга и москвы. Коэффициент В расходился по данным.

Надо иногда использовать данные не снипа, а такие вот данные.

Интенсификация работы ВО:

Активный ил имеет низкую зольность (7-23%). В первичных отстойниках от 23 до 35%. Зольность – минерализация осадка, значит хлопья мелкие, большая пространственная структура и медленное осаждение. Применяют флокуляцию и коагуляцию, чтоб улучшить осаждение. Флокулянты лучше применять на уплотнителях. Для улучшения сбора можно соорудить сливные кромки. Для вторичных отстойников хорошие меры – применение тонкослойных модулей, ил легко соскакивает с полок. Также можно устраивать разные прибортовые элементы.

Все устройства интенсификации отстойников используют эффект слипания ила. Самое сложное – регенерация загрузок плавающих элементов, тонкослойных элементов и тд. Частота регенерации загрузок определяется экспериментально.

Проблема вторичных отстойников еще одна: для радиальных отстойников – удаление осадка илоскребами и илососами.

Интенсификация процесса гравитационного илоразделения достигается за счет перемешивания иловой смеси с помощью стержневых перемешивающих устройств. Наилучшие результаты обеспечиваются при использовании стержней полукруглого сечения (d = 50... 100 мм), воздействующих на иловую смесь по всей высоте зоны илоразделения.

Схема радиального отстойника (половинка отстойника): (6):

1. Поступление иловой смеси

2. Щит распред устройства

3. Выносные водосборные лотки

4. Сборно-отводящий канал

5. Скребок

6. Отвод ила

7. Круговой иловый приямок

Есть проблема по применению в отстойниках большого диаметра илоскребов: осадок сильно застревает на бетоне, надо увеличивать уклоны, но тогда увеличивается глубина и делают лоток по середине отстойной части. Применение илососов: (7)

1. Подвод воды

2. Скребок

3. Отсасывающие трубы

4. Лоток для отвода осадка

5. Сифон

6. Удаление осадка

7. Отвод обработанной воды

При отстойниках большого диаметра лучше применение илоскребов.

Типы отстойников:

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций небольшой пропускной способности (до 20 тыс. м3 применяются вертикальные вторичные отстойники, для очистных станция средней и большой пропускной способности (более 15 тыс. м3 горизонтальные и радиальные).

Вертикальные вторичные отстойники по своей конструкции подразделяются на следующие:

• круглые в плане с конической частью, по конструкции аналогичные первичным, но с меньшей высотой зоны отстаивания;

• квадратные в плане (12х12 м, 14х14 м) с четырехбункерной пирамидальной иловой частью.

Преимуществом вертикальных вторичных отстойников являются удобство удаления из них осевшего ила под гидростатическим давлением, компактность расположения при их блокировке с аэротенками, простота конструкции ввиду отсутствия движущихся частей, возможность использования взвешенного слоя активного ила.

Недостатки вертикальных: основным является большая глубина вертикальных отстойников, что повышает стоимость их строительства, особенно при высоком уровне стояния грунтовых вод. Недостаточный уклон стенок бункера приводит к залеживанию осевшего активного ила и развитию в нем анаэробных процессов.

Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и 9 м, что позволяет блокировать их с типовыми аэротенками, сокращая при этом площадь, занимаемую очистными сооружениями. для сгребания осевшего активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют скребковые механизмы цепного или тележечного типов. В зарубежной практике установленные на тележках. Также используют подвижные илососы.

К недостаткам вторичных горизонтальных отстойников относятся сложности эксплуатации в них скребковых механизмов, а также большая их материалоемкость по сравнению с отстойными сооружениями круглыми в плане, где меньшая толщина применяемых стеновых панелей достигается за счет предварительного напряжения железобетонных конструкций.

На средних и крупных очистных станциях наибольшее распространение получили вторичные радиальные отстойники. Типовые вторичные радиальные отстойники из сборного железобетона (d = 18, 24, 30, 40 и 50 м).

Вторичный радиальный отстойник показан на рис. 11.36. Иловая смесь по подводящему трубопроводу направляется в центральное распределительное устройство, представляющее собой вертикальную стальную трубу с коническим раструбом, затопленным ниже горизонта воды в отстойнике. За счет металлического распред кожуха обеспечивается заглубленный выпуск иловой смеси в отстойную зону. Активный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидростатическим давлением через сосуны илососа и по илопроводу в иловую камеру. В ней установлен щитовой электрифицированный затвор с подвижным водосливом, обеспечивающим возможность как ручного, так и автоматического регулирования отбора активного ила из отстойника путем плавного изменения гидростатического напора от 0 до 1,2 м.

Для обеспечения минимального выноса загрязнений из вторичных отстойников очень важное значение имеет тщательное сгребание и постоянное удаление выпадающего в осадок активного ила. При залеживании ила на днище, особенно при достаточно глубокой развитости процесса нитрификации в аэротенках, возможна и практически неизбежна его денитрификация, приводящая к всплыванию комков ила и его выноса с потоком осветленной воды.

Флотационное илоразделение в схемах очмстки СВ

Иногда вместо во в схемах применяют флотаторы для разделения ила.

Схема аэротенка с флотационным илоотделителем для очистки производственных св:

(8)

1. Резервуар аэротенка

2. ц/б насос

3. сатуратор

4. дроселлирующая арматура

5. флотационный илоотделитель

6. трубопровод подачи воды на II ступень

7. вторичный отстойник

8. сброс очищенной воды

9. аэротенк II ступени

10. ячейки аэротенка II ступени

11. аэротенк I ступени

12. подача исходной воды

13. регенератор

14. подача возвратного ила

15. опорожнение флотатора

Две ступени очистки СВ применяют при БПК в СВ меньше 1000, но больше 300. В качестве первой ступени применяют аэротенки-смесители. При высоких нагрузках происходит вспухание ила, как и при низких. Аэротенки первой ступени получаются огромными. Предложена схема, в которой после аэротенков ила на разделение во флотаторы, после этого иловая часть возвращается в регенератор. Это позволяет поднять дозу ила в аэротенке, что позволяет уменьшить вспухание ила. Второй положительный момент: во флотаторе проходят процессы доокисления, т.к. среда аэробная. Объемы сооружений снижаются. 2 ступени, как правило, аэротенки вытеснители. После первой ступени БПК 60-150 мг/дм³, после вторичной ступени применяется обычный вторичный отстойник. При работе такого флотатора часть СВ проходит через сатуратор, в котором повышается давление. Данная система очистки может быть применена для ОСВ в некоторых отраслях промышленности: строительной, пищевой, дрожжевой, гидролизной.

Расчет аэротенков с флотационным разделением:

Доза ила в аэротенке 1 ступени и концентрация растворенного кислорода д. определяться на основании тех-эк расчетов. Ориентировочно доза ила в зависимости от илового индекса, г/л: (9) . БПК = 60-150 мг/л после первой ступени. Продолжительность пребывания в аэротенках 1 и 2 стцупени по формулам 48 и 50 по снипу. Удельная скорость окисления по формуле 49. Концентрация сфлотированного уплотненного ила, г/л: (10) , где ил индекс принимается по данным табл 41 снипа. Коэффициенты а и b зависят от продолжительности уплотнения.

Таблица:

Время уплотнения, ч	0,25	0,5	1	2	3
А	0,019	0,016	0,014	0,012	0,011
b	0,000262	0,000242	0,000218	0,000203	0,000198

Степень рециркуляции активного ила на первой ступени: (12)

Нагрузка по твердой фазе на зеркало флотационного илоотделителя: (13)

Суммарное количество твердой фазы, подвергаемой флотации, кг/сут: (14) , где q_w – расход.

Определяют суммарную площадь илоотделителей: (15)

Гидравлическая нагрузка, м/(м*ч): (16)

Продолжительность пребывания воды в отстойной зоне принимается равной 0,4-0,6ч, высота отстойной зоны определяется, м: (17)

Глубина зоны уплотнения принимается 2-2,5м. Глубина илосборного лотка: 0,1-0,05м. Разность отметок водосливов водосборного и пеносборного лотков флотационного илоотделения 40-50мм, предусматривается регулировка положения отметки пеносборного лотка.

Уклон дна пеносборного лотка принимать в пределах 0.1-0.05. насос для подачи иловой смеси на флотатор устанавливается под заливом гидростатический напор перед насосом должен поддерживаться постоянным но не более 2,5=-3 м, забор воды осуществляться непосредственно из аэротенка первой ступени.

ФЛОТАЦИОННОЕ ИЛОРАЗДЕЛЕНИЕ В СХЕМАХ ОСВ.

И ногда вместо во в схемах применяют флотаторы для разделения ила. Схема аэротенка с флотационным илоотделителем для очистки производственных СВ:

1Резервуар аэротенка

2ц/б насос

3сатуратор

4дроселлирующая арматура

5флотационный илоотделитель

6трубопровод подачи воды на II ступень

7вторичный отстойник 8-сброс очищенной воды 10-ячейки аэротенка II ступени 11-аэротенк I ступени 12-подача исходной воды 13-регенератор 14-подача возвратного ила 15-опорожнение флотатора

Вода идет во флотатор на илоотделение, потом вода идет в регенератор. Во флотаторе идут процессы доокисления, т.к. среда анаэробная. В результате на аэротенки меньше нагрузки и можно урезать их объем. СВ из флотатора идет во вторую ступень (аэротенки вытеснители). После второй ступени применяют обычный во. Данная схема м.б. применена в некоторых отраслях промышленности (химической, пищевой, гидролизной и тд). При этом ил всплывает ВВерх и сточная вода остается внизу.

Продолжительность пребывания воды в отстойной зоне принимается равной 0,4-0,6ч.

Г лубина зоны уплотнения принимается 2-2,5м. Глубина илосборного лотка: 0,1-0,05м. Разность отметок водосливов водосборного и пеносборного лотков флотационного илоотделения 40-50мм, предусматривается регулировка положения отметки пеносборного лотка.Есть приложение к снипу, по которому позволяется применять флотацию.

Флотатор радиального типа: 1- поверхностные скребки(пеносъемники от 2 до 6)

2- донные скребки

3- привод электродвигателя

4- ходовой ролик

5- удаление флотослоя

6- отвод донного осадка

Разность отметок водосливов и пеносъемных лотков 40-50мм, предусматривается регулировка положения отметки пеносборного лотка. Уклон дна 0,1-0,05 пеносб лотка.

Насос для подачи ила-под заливом, гидрост напор перед ним 2,5-3. Забор воды-непоредственно из аэротенков 1ступени.Лучшие флотаторы –радиальные.