Методическое пособие 593

Горизонтальные отстойники применяются в составе станций очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод и предназначены для выделения взвешенных веществ из вод, прошедших решетки и песколовки (рис. 2.6). Их применяют при расходах сточных вод более 15000 м3/сут. Глубина отстойников H достигает значения от 1,5 до 4 м, отношение длины к глубине от 8 до 12 (в некоторых случаях до 20). Ширина отстойника зависит от способа удаления осадка и обычно находится в пределах от 6 до 9 м. Применяются также отстойники, оборудованные скребковыми механизмами тележечного или ленточного типа, сдвигающими выпавший осадок в приямок. Объем приямка равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным от 50 до 60°.

Рис. 2.6. Устройство горизонтального отстойника:

1 – камера хлопьеобразования; 2 – секция горизонтального отстойника; 3 – распределительный лоток; 4 – дырчатые лотки для сбора и удаления осадка; 5 – подвод осветляемой воды; 6 – выход осветленной воды; 7 – выпуск осадка; 8 – вентиляционные трубы; 9 – колонки для отбора проб воды; 10 – люк; 11 – камера для управления задвижками

50

Сточные воды поступают в отстойники из распределительного аэрируемого лотка, проходят впускной лоток, и отводятся сборным лотком с двусторонним водосливом. Осадок сгребается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется плунжерными насосами. Плавающие вещества собираются скребковым механизмом при обратном ходе и удаляются в конце отстойника через поворотную трубу с щелевидными прорезями. Поступившие в сборный колодец плавающие вещества откачиваются для совместной обработки с осадком.

Длину отстойника вычисляют по формуле

где u – скорость движения воды в, проточной части отстойника, принимаемая от 5 до 10 мм/с, k – коэффициент объемного использования, равный 0,5.

Радиальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 20 тыс. м3/сут. Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток – наличие подвижной фермы со скребками.

Известны радиальные отстойники трех конструктивных модификаций – с центральным впуском, с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости (рис. 2.7).

Первичные радиальные отстойники оборудованы илоскребами, сдвигающими выпавший осадок к приямку, расположенному в центре. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидравлического давления. Вторичные радиальные отстойники оборудованы вращающимися илонасосами, которые удаляют активный ил непосредственно из слоя осадка без сгребания его в приямок. Частота вращения илоскребов и илососов составляет от 0,8 до 3 ч-1. Радиус радиальных от-

51

стойников рассчитывают по формуле (2.15), где k – коэффициент, принимаемый равным 0,45.

Рис. 2.7. Горизонтальный отстойник

Диаметр отстойников принимают равным не менее 18 м; отношение диаметра к глубине проточной части от 6 до 30; глубина проточной части от 15 до 5 м; высота нейтрального слоя 0,3 м. Удельная нагрузка на водослив не более 10 л/(м с).

Вотстойниках с периферийным впуском воды достигается

в1,2-1,3 раза большая эффективность очистки и в 1,3-1,6 раза большая производительность, чем в обычных радиальных отстойниках, при той же продолжительности отстаивания. Вода входит в рабочую зону отстойника через кольцевое пространство, образуемое нижней кромкой перегородки и днищем. При движении воды от периферии к центру из нее выпадают оседающие вещества. Осветленная вода отводится через выпускные устройства. Расчетная продолжительность пребывания воды в отстойнике принимается равной не менее 1 ч.

Отстойники с вращающимися сборно-распреде- лительными устройствами (рис. 2.8) используют для очистки

52

бытовых и производственных вод, содержащих до 500 мг/л взвешенных частиц. Отстаивание воды в отстойнике происходит практически в статических условиях, хотя пропускная способность их приблизительно на 40 % выше, чем обычных радиальных отстойников.

Отстойник имеет вращающийся желоб шириной от 0,5 до 1,5 м, разделенный перегородкой на две части. Сточная вода поступает в одну часть желоба из центрально расположенной водоподающей трубы и через вертикальные щели сливается в отстойник. Очищенная вода поступает в другую часть желоба через сливной борт и отводится из отстойника.

Рис. 2.8. Радиальный отстойник с вращающимся сборно-распределительным устройством:

1 – трубопровод для подачи сточной воды; 2 – центральная чаша; 3 – сборно-распределительное устройство; 4 – скребки;

5 – трубопровод для отвода очищенной воды

Осадок сгребается скребками, укрепленными на ферме вращающегося устройства. Глубину отстаивания принимают равной от 0,8 до 1,2 м, высота нейтрального слоя воды 0,7 м, высота слоя осадка до 0,3 м. Отстойники могут быть диаметром 18, 24 и 30 м. Эффективность осветления принимается равной 65 %. Радиус отстойника определяют по формуле (2.15), принимая коэффициент k равным 0,85.

Продолжительность отстаивания определяют по формуле

53

h0 , w0

где h0 – высота активной зоны отстаивания, составляющая примерно 0,85 глубины погружения вращающегося желоба.

Объем зоны отстаивания Vот q kh R2 .

Полная глубина отстойника составляет

H h h3 hи ,

где q – приток сточной воды; h – глубина погружения вращающегося желоба; hз = 0,5 м – высота защитной (нейтральной) зоны, предупреждающей взмучивание выпавшего осадка при вращении водораспределительного желоба; hи = 0,5 м – высота иловой части отстойника.

Ширину водораспределительного лотка на расстоянии l от центра отстойника находят из соотношения

b nR2 l2 ,

где n – отношение ширины водораспределительного желоба в его начале к радиусу отстойника (n = 0,1-0,12).

Эффективность работы отстойников может быть еще более увеличена при оборудовании их камерами флокуляции, выполняющими также функции преаэраторов. Камеры флокуляции рассчитываются на продолжительность пребывания воды, равную 10 мин. Они оборудуются пневматическими аэраторами при интенсивности подачи воздуха от 2 до 3 м3/(м2 ч). В них предусматривается подача от 50 до 100 % избыточного активного ила после вторичных отстойников. Сточная вода и избыточный активный ил поступают в камеру флокуляции, расположенную в центральной части отстойника. Смесь из камеры флокуляции поступает в водораспределительное устройство. Применение камер флокуляции позволит увеличить эффективность очистки воды в первичных отстойниках по ВПК

54

на величину от 20 до 30 %, что соответственно сократит объем аэротенков и эксплуатационные затраты на биологическую очистку.

Тонкослойные отстойники. Для увеличения эффектив-

ности отстаивания используют тонкослойные отстойники. Они могут быть вертикальными, радиальными или горизонтальными; состоят из водораспределительной, водосборной и отстойной зон. В таких отстойниках отстойная зона делится трубчатыми или пластинчатыми элементами на ряд слоев небольшой глубины (до 150 мм). При малой глубине отстаивание протекает быстро, что позволяет уменьшить размеры отстойников.

Отстойные сооружения (вертикальные и горизонтальные отстойники и осветлители со взвешенным осадком), оборудованные тонкослойными элементами, предназначены для осветления вод малой и средней мутности и цветности на водоочистных станциях систем хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.

В сооружениях тонкослойного осветления осаждение взвеси происходит в наклонных элементах малой высоты. При этом обеспечиваются быстрое выделение взвеси и ее сползание по наклонной плоскости элементов в зоны хлопьеобразования и осадкоуплотнения.

Тонкослойные отстойные сооружения можно применять как при реконструкции действующих отстойников и осветлителей с целью их интенсификации, так и для вновь проектируемых водоочистных станций. Производительность тонкослойных отстойников и осветлителей не ограничивается.

Тонкослойный вертикальный отстойник (рис. 2.9) работает следующим образом. Исходная вода, обработанная реагентами, поступает в расположенную в центральной части отстойника камеру хлопьеобразования и затем, после ее прохождения, вместе с образующимися хлопьями проходит последовательно распределительную зону и тонкослойные наклонные элементы. Осветленная вода через сборные желоба отводится из сооружения. Осадок из отстойника сбрасывается через систему удаления осадка.

55

Поперечное сечение трубчатых секций может быть прямоугольным, квадратным, шестиугольным или круглым. Полочные секции монтируются из плоских или гофрированных листов и имеют прямоугольное сечение. Элементы отстойника выполняют из стали, алюминия и пластмассы (полипропилена, полиэтилена, стеклопластиков).

Угол наклона элементов необходимо принимать от 50 до 60 (меньшие значения – для более мутных вод, большие – для маломутных цветных). Длину тонкослойных элементов следует определять специальным расчетом и принимать от 0,9 до

1,5 м.

Сбор осветленной воды из тонкослойных сооружений следует осуществлять по желобам с затопленными отверстиями или открытыми водосливами, например, треугольного профиля, расположенными на расстоянии не более 2 м один от другого.

Расчет тонкослойных отстойников сводится к определению его геометрических размеров – длины, ширины и высоты канала при заданных расходе сточной воды Q, м3/с, концентрации взвешенных частиц в воде до и после очистки и физи- ко-химических параметрах примесей.

Расчет технологических и конструктивных параметров сооружений, а также отдельных тонкослойных элементов следует производить по формуле

59