СООРУЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

1. Решетки

Содержащиеся в сточных водах крупноразмерные (более 1 см) отбросы, являющиеся отходами хозяйственно-бытовой и производственной деятельности, представляют собой остатки пищи, упаковочные материалы, бумагу, тряпье, санитарно-гигиенические, полимерные и волокнистые

материалы. В процессе транспортирования по водоотводящим сетям крупноразмерные отбросы адсорбируют содержащиеся в сточных водах органические соединения, жиры. Образующийся на поверхности отбросов слой способствует налипанию на них значительного количества песка, шлаков и других минеральных частиц. Таким образом, формируются многокомпонентные крупноразмерные органо-минеральные составляющие отбросов, осредненная плотность которых близка к плотности воды, что облегчает последующий пронос песка через песколовки на крупноразмерных загрязнениях, проскакивающих через решетки.

Песок, проносимый на крупноразмерных органических загрязнениях через песколовки, выпадает в осадок в первичных отстойниках, что затрудняет выгрузку осевшего осадка, его перекачку по илопроводам и выгрузку сброженного осадка из метантенков. Кроме того, легкие плавающие

отбросы, проходя через отстойники, осложняют работу сооружений доочистки или выносятся с очищенными водами в водоемы, что недопустимо. Таким образом, эффективное удаление крупноразмерных загрязнений из сточных вод при их прохождении через решетки позволит

обеспечить нормальную эксплуатацию песколовок, первичных отстойников, метантенков и трубопроводов подачи осадков на метантенки, а также повысить качество очистки стоков.

Решетки являются первым элементом всех технологических схем очистки сточных вод. Они устанавливаются в уширенных каналах перед песколовками. Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных загрязнений и являются сооружениями, подготовляющими сточные воды к дальнейшей, более полной очистке.

Прозоры между стержнями решеток должны быть возможно меньшими, чтобы задерживать как можно больше грубых примесей для облегчения работы отстойников. По этим соображениям ширину прозоров решеток перед очистными сооружениями принимают равной 16 мм. Скорость протока сточных вод между стержнями решетки не должна превышать 1 м/с.

Решетки должны устанавливаться на всех очистных станциях независимо от способа подачи на них сточных вод — самотеком или под напором после насосной станции, имеющей решетки с прозорами более 20 мм.

Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и совмещенные с дробилками (решетки-дробилки). Более широкое применение имеют неподвижные решетки: вертикальные типа РММВ и наклонные типа МГ.

Неподвижная решетка представляет собой металлическую раму, внутри которой установлен ряд параллельных стержней, поставленных на пути движения сточных вод.

Очистка решеток от задержанных ими отбросов производится механизированно. Механизированная очистка решеток производится движущимися граблями, приводимыми в движение от электродвигателя. Грабли движутся с верховой или низовой стороны решетки Снятые с решеток отбросы подаются в дробилку.

Ручная очистка решетки допускается на небольших очистных станциях при объеме отбросов, задерживаемых решетками, менее 0,1 м3 в сутки. Удаление отбросов для обезвреживания в этом случае должно производиться в закрытых контейнерах.

Транспортирование отбросов от решеток к дробилкам должно быть механизировано.

Наиболее часто применяемые формы сечений стержней решеток :круглая, прямоугольная и прямоугольная с закругленными краями.

Круглая форма стержней имеет преимущество в гидравлическом отношении, но в эксплуатационном отношении она неудовлетворительна, так как способствует засорению решетки. Поэтому наиболее употребительны стержни прямоугольного сечения (размером 10X60 мм), хотя эта форма сечения создает наибольшее сопротивление при входе воды в решетку, которое можно уменьшить, закруглив углы стержней.

Решетки устанавливают в пазах, сделанных в боковых стенках, чтобы можно было снимать решетки и при необходимости заменять другими. Так как решетка стесняет живое сечение потока, то канал или камера, в которых устанавливается решетка, должны быть несколько шире основного лотка или канала.

Размеры решетки определяют по расходу сточных вод, по принятой ширине прозоров между стержнями решетки и ширине собственно стержней, а также по средней скорости прохождения воды через решетку. Во избежание продавливания отбросов через решетку скорость протока сточной воды через нее следует назначать в пределах 0,8 м/с при среднем притоке и не более 1 м/с при максимальном притоке сточной воды. Скорость в уширенной части канала перед решеткой не должна быть меньше 0,6 м/с при минимальном притоке сточных вод во избежание выпадения осадка перед решеткой. Площадь прозоров рабочей части решетки определяют расчетом, но она должна быть не менее удвоенной площади живого сечения подводящего канала при ручной очистке и не менее 1,2 живого сечения при механической очистке.

Эффект работы канализационных решеток во многом зависит от правильности их расчета, заключающегося в определении размера решеток и потерь напора в них.

Расчет решеток см. методичку.

Исходя из общей ширины решеток, подбирают необходимое количество рабочих решеток. Дополнительно устанавливают 1-2 резервные решетки и предусматривают устройство обводной линии для пропуска воды в случае аварийного засора решеток. Между решетками для их обслуживания предусматривают проходы не менее 1,2 м. Пол здания располагают не менее, чем на 0,5 м выше расчетного уровня воды в канале.

ПЕСКОЛОВКИ

В сточных водах содержится значительное количество нерастворенных минеральных примесей (песка, шлака, боя стекла и др.). При совместном выделении минеральных и органических примесей в отстойниках затрудняется удаление осадка и уменьшается его текучесть. При этом могут происходить разделение осадка на тяжелую (песок с большой плотностью) и легкую (органическую с небольшим удельным весом) части и накопление песка в отстойниках. Для удаления такого осадка требуются усиленные скребки. Осадок, содержащий песок, плохо транспортируется по трубопроводам, особенно самотечным. Песок накапливается и в метантенках, выводя из работы полезные объемы, предназначенные для сбраживания

органических осадков. Производительность метантенков снижается, а выгрузка песка из них сопряжена с большими трудностями. Возможны затруднения в работе и последующих сооружений в случае попадания в них песка. Поэтому в составе очистных сооружений за решетками проектируются специальные сооружения, называемые песколовками. Они предназначены для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка,

шлака, боя стекла и др.). Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод более 100 м3/сутки. Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные— с круговым или прямолинейным движением воды, вертикальные— с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенциальные и аэрируемые.

Осевший на дно песколовки с прямолинейным движением воды песок сдвигается к приямку, расположенному в начале сооружения, скребками, при этом происходит частичная отмывка песка. Из приямка песок удаляют гидроэлеватором или песковыми насосами.

Песколовки сооружают из сборных железобетонных элементов унифицированных размеров.

Горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды представляют собой удлиненные прямоугольные в плане резервуары

Для создания равномерных скоростей в песколовке вход в нее выполняют в виде плавного расширения, а выход из нее — в виде плавного сужения.

Действие горизонтальной песколовки основано на том, что при движении сточной воды (в резервуаре, канале, отстойнике) каждая находящаяся в ней нерастворенная частица перемещается вместе со струей воды и одновременно движется вниз под действием силы тяжести со скоростью, соответствующей крупности и плотности частицы.

Обычно в песколовках задерживается песок с гидравлической крупностью, равной 18—24 мм/с (песок крупностью 0,2—0,25 мм), составляющий около 65% всего количества песка, содержащегося в сточных водах.

Чем больше скорость течения воды, тем сильнее турбулентность потока и больше вертикальная составляющая (пульсационной) скорости движения воды и тем более крупные частицы будут выноситься вместе с водой; чем медленнее течение, тем более мелкие и легкие частицы будут выпадать в осадок. Скорость движения воды в песколовках не должна выходить из определенных пределов. Для бытовых вод такими пределами скорости считаются для песколовок с горизонтальным движением 0,3 м/с (при максимальном притоке) и 0,15 м/с (при минимальном притоке). При этих скоростях продолжительность пребывания сточной воды в горизонтальных песколовках принимается равной 30—60 с (при максимальном притоке сточных вод).

Ввиду того что расход сточных вод в течение суток колеблется, для соблюдения этих скоростей течения необходимо устраивать песколовку из нескольких отделений (не менее двух) с таким расчетом, чтобы в часы минимального расхода часть отделений выключалась из работы.

Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане; подвод воды к ним производится тангенциально (по касательной). В таких песколовках каждая частица испытывает кроме сил тяжести влияние центробежных сил. Это способствует более интенсивному отделению песка от воды и легких органических примесей, которые вследствие вращательного движения поддерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок. Тангенциальные песколовки обеспечивают более полное задержание песка с малым количеством органических загрязнений.

Аэрируемые песколовки являются развитием тангенциальных песколовок и выполняются в виде удлиненных резервуаров. Вращательное движение в них создается путем аэрации сточной воды.

Вдоль одной из стенок на расстоянии 45—60 см от дна по всей длине песколовки устанавливают аэраторы, а под ними устраивают лоток для сбора песка. В поперечном сечении днищу придают уклон / - 0,2...0,4 к песковому лотку для сползания в него песка.

Объем осадка, выпадающего в песколовке, зависит от многих факторов: от системы канализации, протяженности сети, ее уклонов, условий эксплуатации канализации, состава производственных вод, поступающих в канализацию, и пр. По существующим нормативам для городской канализации объем осадка, выпадающего в горизонтальных и тангенциальных песколовках, принимается равным 0,02 л при полной раздельной и 0,04 л при общесплавной системе канализации на одного человека в сутки при влажности осадка в среднем 60% и плотности его

1,5 т/м3.

Поскольку песок из песколовок транспортируется по трубопроводам с большим объемом воды, необходимо его обезвоживать. Для этого устраивают бункера, песковые площадки или накопители песка, обычно располагаемые вблизи песколовок, и применяют гидроциклоны, в которых при промывке песка происходит и его обезвоживание.

На станциях пропускной способностью до 75 тыс. м3/сутки для обезвоживания песка рекомендуются песковые бункера ( 4.25), приспособленные для погрузки песка в автотранспорт. Бункера рассчитывают на 1,5—9-суточное хранение песка; их располагают как вне здания, так и в здании в зависимости от климатических условий. Для промывки песка применяют напорные гидроциклоны диаметром 300 мм с напором пульпы перед гидроциклонами 20 м. Во избежание смерзания песка при расположении бункеров вне здания предусматривается обогрев бункеров горячей водой. Песковые площадки устраивают с ограждающими валиками высотой 1—2 м. Размеры площадок принимают из условия нагрузки на них до 3 м3/м2 в год (с периодической выгрузкой подсушенного песка. Высота слоя напуска песка в накопителе составляет до 3 м/год). Воду с площадок и из накопителей удаляют через камеры с водосливами с переменной отметкой порога и перекачивают в канал перед песколовками или направляют в резервуар местной насосной станции с последующей перекачкой на очистные сооружения. Для обезвоживания песка могут применяться также напорные гидроциклоны и обезвоживающие горизонтальные шнековые центрифуги типа НОГШ.