1.4.3. Сооружения для задержания и обработки крупных включений в сточных водах

Для защиты очистных сооружений и насосов насосной станции от засорения крупными включениями по пути движения сточных вод устанавливают решетки, песколовки (горизонтальные и вертикальные), отстойники и септики.

Решетки устанавливают перед отстойниками при поступлении сточных вод самотеком, а при необходимости устройства песколовок перед отстойниками их объединяют вместе. Решетки устанавливают в расширенной части каналов под углом 60 – 70⁰ к горизонту, ширина зазоров между гребнями решетки составляет 16 – 19 мм. В зависимости от способа удаления задержанных загрязнений решетки бывают простейшие и механические.

При количестве отбросов менее 0,1 м³/сут. применяют простейшие решетки (рис. 37), при большем количестве – механические. Для измельчения отбросов сточных вод, задержанных и извлеченных решетками, используют молотковые дробилки. Воронежский завод «Водмашоборудование» выпускает дробилки с пропускной способностью 300 – 600 кг/ч. Дробленые отходы сбрасывают в сточную воду перед решетками, а также перекачивают в метантенки.

Рис. 37. Схема решетки простейшего типа:

1 - подводящий канал; 2 - отводящий канал; 3 - решетка; 4 – настил.

Песколовки необходимы для освобождения сточных вод от тяжелых минеральных примесей, главным образом песка. Установку песколовок надлежит предусматривать при производительности очистных сооружений сточных вод свыше 100 м³/сут. Горизонтальные песколовки эффективно применяют для малых станций очистки сточных вод (рис. 38).

Песколовка состоит из двух смежных лотков, по которым протекает сточная жидкость с небольшой скоростью до (5 – 7 мм/с), и осадочной части, где хранится песок до его удаления. Дно лотка имеет обратный уклон. В начале лотка имеется колодец с фильтрующим материалом и дренажными трубами с задвижками для выпуска сточных вод при обезвоживании песка перед его удалением. Горизонтальные песколовки наиболее эффективны для малых станций.

Рис. 38. Горизонтальная песколовка с прямолинейным

движением сточных вод:

1 - железобетонный подводящий лоток; 2 - дренажные трубы; 3 - задвижки; 4 - деревянная решетка; 5 - песок; 6 - гравий; 7 - шибер; 8 - отводящий лоток; 9 – колодец.

Важнейшим звеном в механической очистке сточных вод являются отстойники. Основная их задача – освобождение сточной воды от нерастворимых частиц, главным образом органического происхождения.

В зависимости от назначения различают отстойники первичные и вторичные. Первичные отстойники применяются как самостоятельные сооружения при механической очистке сточных вод и для грубой очистки перед биологической. Вторичные отстойники устанавливаются после сооружения биологической очистки для осветления сточных вод и в качестве контактных резервуаров.

По направлению движения воды отстойники подразделяются на горизонтальные, радиальные и вертикальные. Тип отстойников необходимо выбирать с учетом производительности станции очистки сточных вод согласно СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения».

Горизонтальный отстойник представляет собой железобетонный прямоугольный резервуар (рис. 39). Отношение длины отстойника к ширине принимается от 10:1 до 6:1. Горизонтальная скорость движения жидкости – не более 1 м/с. При такой скорости взвешенные осадки выпадают на дно резервуара, имеющего уклон в сторону приямка, устраиваемого в канале отстойника. Осадок из иловой части отстойника удаляется через иловую трубу.

Рис. 39. Горизонтальный отстойник:

1 – жиросъемник; 2 – илоскребок.

В вертикальном отстойнике движение воды происходит в вертикальном направлении. Вода поступает через центральную круглую трубу, оканчивающуюся раструбом и отражательным щитом, и движется сверху вниз, затем поднимается по кольцевому пространству между кольцевой стенкой и стенкой отстойника (рис. 40). По сливным желобам, расположенным по периметру отстойника, вода поступает в отводной канал. Осадок, выпадающий в иловой части отстойника, удаляется иловой трубой под гидростатическим давлением столба воды высотой 1,5 – 2 м.

Рис. 40. Вертикальный отстойник

Радиальные отстойники применяют главным образом на больших станциях очистки сточных вод. Отстойнику придают в плане круглое очертание. Сточная жидкость подается через центральную трубу к центру, откуда она движется с убывающей скоростью к периферии. При этом происходит выпадение осадка. Пройдя отстойник, сточная жидкость через щелевые отверстия поступает в круговой желоб. Выпавший осадок удаляется скребками, укрепленными на подвижной ферме, в иловый приямок в центральной части отстойника (рис. 41).

Двухъярусный отстойник представляет собой цилиндрический или прямоугольный резервуар с коническим или пирамидальным днищем (рис. 42). В верхней части отстойников устраивают горизонтальные желоба, а в нижней – иловые камеры, где перегнивает осадок. В нижней части желобов имеются щели шириной 15 см. При поступлении сточной жидкости в желоба скорость ее течения понижается до 2 мм/с, вследствие чего осадок выпадает и через щели проваливается в нижнюю часть отстойника.

Рис. 41. Схема радиального отстойника

Рис. 42. Двухъярусный отстойник

Осевший в иловой камере ил сбраживается под влиянием гнилостных бактерий в анаэробных условиях, при которых происходит распад сложных органических веществ до более простых продуктов. Процесс перегнивания осадка занимает длительное время (60 – 80 дней). Для такого длительного времени хранения ила иловую камеру делают большого объема в зависимости от температуры сточных вод.

Септики – подземные сооружения, в которых одновременно происходит отстаивание сточных вод и перегнивание ила (рис. 43). Осветление жидкости происходит за 1 – 4 суток, а перегнивание осадка длится от 6 до 12 месяцев под воздействием анаэробных микроорганизмов.

Септики бывают одно-, двух- и многокамерные, прямоугольные или круглой формы. Изготавливают их из железобетона. Полный расчетный объем септика при расходе сточных вод до 5 м³/сут. должен быть не менее трехкратного притока, при расходе более 5 м³/сут. – не менее 2,5-кратного. Очистка септиков проводится не реже одного раза в год.

Рис. 43. Схемы септиков из железобетонных элементов:

1 - септик; 2 - дозирующая камера.

Осадок, или ил, накапливаемый в отстойниках и септиках, содержит в своем составе азот, калий и является ценным удобрением. Однако выпускаемый осадок имеет высокую влажность (до 95%) и содержит твердых веществ лишь 5 – 6% по весу. Для понижения влажности осадок перекачивают на иловые площадки.

Иловые площадки сооружают на естественном или искусственном основании. Они представляют собой ряд спланированных участков земли (карт), окруженных со всех сторон земляными валиками из грунта. Осадок наливают на карты иловых площадок периодически небольшими порциями. Подсушка осуществляется за счет испарения и в большей части в результате фильтрации через грунт (рис. 44).

Иловые площадки на естественном основании допускается проектировать при условии залегания грунтовых вод на глубине не менее 1,5 м от поверхности земли и только в тех случаях, когда допускается фильтрация иловых вод в грунт. Нагрузку на иловые площадки следует принимать по данным СНиП «Канализация. Наружные сети и сооружения» (табл. 21).

Таблица 21. Нагрузка на иловые площадки

Характеристика осадка	Нагрузка осадка на иловые площадки с естественным основанием, м3/м2 в год
Несброженные осадки и активный ил	0,8
Сброженная смесь осадка из первичных отстойников и активного ила в мезофитных условиях (аэротенки и аэробные минерализаторы)	1,2

П р и м е ч а н и е. Нагрузка на иловые площадки устанавливается с учетом климатического коэффициента.

На иловых площадках должны предусматриваться дороги со съездами на карты для автотранспорта и средств механизированной уборки, погрузки и транспортирования подсушенного осадка.

Дренажные сточные воды от иловых площадок при недопустимости инфильтрации их в грунт для безопасности необходимо отводить на очистные сооружения.

Рис. 44. Иловая площадка:

1 - дорога; 2 - шиберы; 3 - иловой лоток; 4 - дренажная труба; 5 - дренажный колодец; 6 - щит у лотка; 7 - сливной лоток; 8 - съезд на карту.

Вместо обезвоживания осадка на иловых площадках в особых условиях (например, на вечномерзлых грунтах) применяют обезвоживание на вакуум-фильтрах, центрифугах и фильтр-прессах. Центрифугирование основано на разделении жидкой и твердой фаз под действием центробежных сил. Влажность осадка снижается до 60%. Обезвоженный осадок непрерывно выгружается на транспортер и подвергается компостированию. Для складирования обезвоженных осадков следует предусматривать открытые площадки, рассчитанные на 4 - 5-меся-чное хранение при высоте слоя 1,5 – 2 м.