книги из ГПНТБ / Очистка промышленных сточных вод

а также при меньших расходах и слабых грунтах или высоком уровне грунтовых вод.

В горизонтальных, а также в радиальных отстойни­ ках частицы взвеси, оседая на дно или всплывая, одно­ временно движутся горизонтально вместе с осветляемой водой. Поэтому в этих отстойниках задерживаются те

4 5

Рнс. 10. Первичный горизонтальный отстойник конструкции Союзводоканалпроекта для сточных вод заводов синтетического каучука:

(или поверхность воды) отстойника в пределах его рабо­ чей длины. Минимальную скорость осаждения (всплы­ тия) частиц, при которой они задерживаются в отстой­ нике, будем называть охватывающей скоростью осажде­ ния (всплытия).

Горизонтальные отстойники (рис. 10) представляют собой вытянутые прямоугольные резервуары, конструк­ тивные размеры которых рекомендуется принимать сле­

40

ния следует принимать минимальную — 1,5 и даже 1,2 м (см. сноску на стр. 33). Днище отстойников устраивают с продольным уклоном не менее 0,005 против движения воды, в сторону илового приямка, сооружаемого непо­ средственно за входом воды в отстойник. Наклон стенок илового приямка к горизонту следует принимать не ме­ нее 50°. Отстойники обычно оборудуют механическими скребками, сгребающими осадок к приямку, а всплываю­ щие вещества — к лотку или трубе для их удаления. Скорость движения скребков при сгребании легких хлопьевидных шламов не должна превышать б м/Ч; при сгребании шлама, состоящего из тяжелой структурной взвеси, эта скорость может быть увеличена до 30 м/ч. Для удаления подвижных, не слеживающихся шламов влажностью более 95% вдоль днища отстойников устраи­ вают лотки (от 1 до 3), в которых укладывают дырча­ тые трубы или короба. Поперечный уклон днища отстой­ ника в сторону лотков должен быть не менее 5%.

Горизонтальная скорость ѵ воды в отстойнике не дол­ жна превышать 12 мм/сек, а при отстаивании сточных вод, преимущественно содержащих органические взвеси, особенно крошку латекса, текстильные волокна и т. п., она должна быть не более 1,5—2 мм/сек. Охватывающая скорость осаждения органического шлама редко превы­ шает 0,5 мм/сек, а часто находится в пределах 0,05— 0,2 мм/сек. Если основная масса взвешенных веществ состоит из хлопьев гидратов окислов железа, алюминия, хрома и других, образующихся при нейтрализации либо коагулировании сточных вод, то охватывающая скорость осаждения может быть принята при отсутствии опытных данных равной 0,4—0,6 мм)сек, а горизонтальная ско­ рость движения воды — 3-ь- 5 мм!сек.

Необходимым условием хорошей работы горизонталь­ ных отстойников является равномерное распределение потока воды в них. Наилучшим способом, обеспечиваю­ щим равномерное распределение водьі по сечению

41

отстойника, является устройство на входе и на выходе дырчатых перегородок. Для вод, содержащих хлопья гидроокисей металлов, скорость в отверстиях дырчатых перегородок следует принимать не более 5 см/сек.

Если сточные воды содержат наряду с оседающими взвесями и всплывающие примеси (легкие шламы, смо-

Рис. II. Первичный радиальный отстойник конструкции Мосводокаиалпроекта:

/ — подающая труба; 2 — привод нлоскреба; 3 — отводящая труба; 4 — прия­ мок для осадка.

листые частицы и т. д.), то для удаления таких загряз­ нений на выходе из отстойника устанавливают полуза­ топленные перегородки.

При высоком содержании взвесей и большом объеме осветляемых сточных вод (более 20 000 м3/сут) целесо­ образно применять радиальные отстойники (рис. II). В таких отстойниках, имеющих вид относительно плос­ кой тарелки, вода подается в центр сооружения и отби­ рается по его периферии.

Диаметр радиальных отстойников обычно составля­ ет 18—40 м, в СССР были запроектированы радиальные отстойники диаметром 54 м, а за рубежом — 60 м. Отно­ шение диаметра отстойника к глубине его цилиндриче­ ской части составляет от 6: 1 до 12 : 1 и может быть уве­ личено до 30 : 1, а глубина проточной части — 1,5 -г- 5 м. Продолжительность отстоя обычно .принимается для

42

радиальных отстойников от 1,5 до 2 ч. Нагрузка ради­

■отстойника тем, что впускное устройство в виде дырча­ того распределительного лотка устроено по периметру (отстойника, а осветленная вода собирается в кольцевом

.лотке, расположенном в центре отстойника, и через щентральную трубу отводится из отстойника. Движение

43

сужающегося потока воды в радиальном отстойнике с пе­ риферийным впуском сопровождается значительно мень­ шей турбулентностью, чем движение в обратном направ­ лении, имеющее место в обычных радиальных отстойни­ ках. Это позволяет примерно в 1,5 раза повысить пропускную способность радиальных отстойников с пе­ риферийным впуском по сравнению с обычными радиаль­ ными отстойниками при одинаковом эффекте задержа­ ния взвеси.

К недостаткам этих отстойников следует отнести воз­ можность подсоса шлама удаляемой из отстойника освет­ ленной водой (так как лоток, отводящий осветленную воду, расположен почти над шламовым приямком), а также более сложная конструкция илоскреба по срав­ нению с илоскребом обычного радиального отстойника. Однако эти недостатки могут быть устранены соответ­ ствующим усовершенствованием конструкции отстойни­ ков с периферийным впуском.

Радиальные отстойники с вращающимся сборно-рас­ пределительным устройством (рис. 13), предложенные И. В. Скирдовым, позволяют отстаивать сточную воду практически в покое [20]. Подача и отвод воды в отстой­ нике производится при помощи свободно вращающегося распределительного лотка, разделенного вертикальной перегородкой на две части В одну часть лотка подается сточная вода, которая через щелевое днище и вертикаль­ ные прорези в стенке лотка поступает в отстойник.

Во вторую часть лотка через затопленный водослив собирается осветленная вода и при помощи сифона отво­ дится в периферийный лоток отстойника. Сифон снабжен регулятором (дроссельным клапаном) связанным систе­ мой рычагов с поплавком и обеспечивающим равномер­ ность отвода осветленной воды из отстойника. Подаю­ щий лоток оборудован струенаправляющими лопатками обтекаемой формы, угол установки которых может изме­ няться. Размещаются лопатки таким образом, чтобы про­

44

должительность пребывания отдельных струй в отстой­ нике была примерно одинаковой. Расчетная глубина от­ стойной части Н такого отстойника принимается 0,8—

Рис. 13. Схема вращающегося сборно-распределительного уст­ ройства:

1,2 м, глубина нейтральной зоны — 0,5-ь 0,6, а слоя осад­ ка — 0,3 н- 0,4 м. Таким образом, полная глубина отстой­ ника составляет 1,5—2,2 м.

4S

Продолжительность пребывания сточных вод в от­ стойнике с вращающимся сборно-распределительиым устройством определяется временем одного оборота сборно-распределительного лотка. За это время взве­ шенные частицы должны осесть на глубину отстойной части Н. Таким образом, время одного оборота сборно­ распределительного устройства

С такой же скоростью, как и сборно-распределитель­ ный лоток, вращается илоскреб, сгребающий осадок в шламовый приямок, расположенный в центре отстойни­ ка. Скорость движения илоскреба должна быть такой, чтобы осадок не взмучивался, т. е. 2—3 об/ч. Это ограни­ чивает производительность отстойника. Радиальные от­ стойники с вращающимся сборно-распределительным устройством рекомендуется применять для отстаивания сточных вод, содержащих не более 500 мг/л взвешенных веществ.

Если в сточных водах содержится не более 4 г/л взве­ шенных веществ, имеющих хлопьевидную структуру и способных к агрегации, применение осветлителей со взвешенным слоем осадка более выгодно, чем примене­ ние отстойников.

В осветлителях вода проходит снизу вверх через слой ранее выпавшего шлама с такой скоростью, чтобы объем шлама увеличился в несколько раз, но взвешенные час­ тицы не уносились из зоны концентрирования взвеси. При движении сточной воды через такой взвешенный слой за счет многократных столкновений частиц взвеси

смассой хлопьев ранее выпавшего шлама увеличивает­ ся степень задерживания мелких суспендированных час­ тиц по сравнению с задержанием их в отстойниках.

Эффект улучшения качества осветленной воды и уве­ личение производительности сооружения по сравнению

сотстойниками равной площади делают применение ос-

46

ветлителей целесообразным в большинстве случаев, а также при очистке воды от взвешенных веществ коагули­ рованием.

Осветлители проектируются круглого (диаметр до 14 м) или прямоугольного сечения. Площадь осветлите­ ля с вертикальной зоной осветления не должна превы­ шать 150 м2.

При коагулировании взвесей алюминиевым или же­ лезным коагулянтом (сульфатом алюминия или желез­ ным купоросом) камеры реакции для формирования хлопьев перед поступлением, воды в осветлители не нуж­ ны, так как взвешенный слой хлопьев в осветлителе обес­ печивает быстрое укрупнение свежеобразованных час­ тиц гидратов окиси.

Работу осветлителей нарушают пузыри газов, проры­ вающиеся через взвешенный слой, и колебания темпера­ туры. Восходящие струи воды увлекают за собой часть хлопьев, в результате чего увеличивается вынос взвеси в водосборные желоба. Поэтому вода после смешения с реагентом обязательно поступает в воздухоотделитель для освобождения от пузырей воздуха, выделяющихся при нагревании воды в помещении очистных сооружений (зимой) или в результате реакций, протекающих при введении в сточную воду реагентов. Допускаются коле­ бания температуры не более чем 1 градіч. Поскольку от­ носительное расширение осадка в восходящем потоке жидкости зависит от скорости потока, от скорости воды зависит и уровень взвешенного слоя, а также равномер­ ное распределение его плотности. При эксплуатации осветлителей не допускаются колебания расхода воды более чем на 10% в час. Все изменения скорости воды в осветлителе должны происходить плавно. Ре-зкие коле­ бания скорости, даже незначительные, нарушают работу сооружения.

При содержании взвешенных веществ в сточной воде до 400 мг)л и обработке ее коагулянтом — сернокислым

47

алюминием — скорость восходящего потока воды в ос­ ветлителе обычно может быть доведена до 0,8— 0,9 мм/сек. При содержании взвеси 400—1000 мгіл ско­ рость восходящего потока увеличивается до 0,9— 1 мм/сек, а при содержании взвесей около 2,5 г/л может достигнуть 1,1 мм!сек.

Избыток шлама, накапливающегося в осветлителе

шламоуплотнитель под влиянием разности уровней отбо­ ра воды из рабочей камеры и уплотнителя (осветлители с принудительным отсосом избытка шлама). Последний тип осветлителей значительно эффективнее и практиче­ ски вытеснил осветлители с естественным удалением шлама.

Площадь осветлителя с вертикальным осадкоуплотнителем определяется по формуле [42]

начальная и конечная концентрация взвешенных веществ в осветляемой сточной воде, г/м3; б — концентрация взве­ шенных веществ в шламе осадкоуплотнителя (г/м3) после уплотнения в течение времени между продувками освет­

воды между зоной осветления воды и осадкоуплотнителем, вычисляемый по формуле

48

где Св.о — эталонная концентрация взвешенных веществ в слое взвешенного осадка (г/м3) при восходящей скоро­ сти 1 мм/сек, которая ориентировочно может быть опре­ делена по данным работы [42].

Площадь осветлителей с поддонным осадкоуплотни-

где /'’он Vor — соответственно площадь осадкоотводящих труб (м2) и скорость движения воды с осадком в этих трубах, принимаемая равной 0,025—0,040 м/сек.

Высота слоя взвешенного осадка в осветлителях при­ нимается равной 1,5—2,5 м, высота защитной зоны от верха осадкоотводящих окон или труб до лотков для сбора осветленной воды — 1 -ъ- 1,5 м. Угол наклона к го­ ризонту нижней части стенок конических или пирами­ дальных осветлителей, а также стенок осадкоуплотните­ лей принимается не менее 45°. Низ осадкоприемных окон или кромка осадкоотводящих труб располагается на рас­ стоянии 1,5—1,75 .и выше перехода наклонных стенок осветлителя в вертикальные. Объем зоны уплотнения осадка W3.y (части объема осадкоуплотнителя, которая расположена на 0,5—0,7 м ниже нижней кромки осадко­ отводящих окон или труб) должен удовлетворять усло­ вию

(14)

где Ту — продолжительность уплотнения шлама, равная не менее 3—6 ч.

Конструкции осветлителей для очистки производст­ венных сточных вод должны отвечать требованиям,

49