Гудков Механическая очистка городских сточных вод 2003

рая рассчитывается из соотношения:

Кроме того, для учета гидродинамического режима потока осветляемой воды в отстойнике вводится коэффициент использования объема проточной части:

Kset = Wпрот/Wобщ,

где Wобщ – общий объем зоны отстаивания; Wпрот – объем проточной части, исключающий вихревые зоны на входе и выходе.

Для городских сточных вод в [9] приводятся данные о кинетике осаждения, необходимые для расчета отстойников.

4 . 3 . Ко н стр укти вны е тип ы п ер вич ны х о тстой ни ко в

Горизонтальные отстойники

Применяются на очистных сооружениях канализации производительностью 15–100 тыс. м3/сут. Представляют собой прямоугольные в плане резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений. Поток воды в них движется горизонтально (рис. 4.2).

6

Рис. 4.2. Горизонтальный отстойник

1 – подводящий лоток; 2 – полупогружная доска; 3 – скребковая тележка; 4 – отводящий лоток; 5 – жиросборный лоток; 6 – удаление осадка

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в расположенные на входе приямки, откуда под гидростатическим давлением выдавливается в самотечный трубопровод. Всплывающие нефтепродукты и жировые вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из которого также самотеком отводятся на перекачку.

К достоинствам горизонтальных отстойников относятся: высокий эффект осветления по взвешенным веществам – 50–60% и возможность их блокирования с аэротенками.

Недостатки – повышенный расход железобетона по сравнению с круглыми отстойниками и неудовлетворительная работа механизмов для сгребания осадка, особенно в зимний период.

32

плане четырехбункерные отстойники с центральным впуском воды и сбором осветленной воды периферийным лотком.

Достоинствами вертикальных отстойников является простота конструкции и удобство в эксплуатации, недостатком – большая глубина сооружений.

Радиальные отстойники

Имеют круглую в плане форму резервуаров, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии (см. рис. 4.5). Скорость изменяется от максимума в центре до минимального значения на периферии. Выпавший осадок перемещается в иловый приямок скребками, расположенными на вращающейся ферме. Частота вращения фермы с илоскребами составляет 2–3 ч-1.

Рис. 4.5. Радиальный первичный отстойник

1 – подача сточной воды; 2 – сборный лоток; 3 – отстойная зона; 4 – иловый приямок; 5 – скребковый механизм; 6 – удаление осадка

Диаметр типовых радиальных отстойников составляет 18–50 м. Они используются на очистных станциях производительностью свыше 20 тыс. м3/сут. Эффект осветления достигает 50–55%. К достоинствам радиальных отстойников относится простота эксплуатации и низкая удельная материалоемкость, к недостаткам – уменьшение коэффициента объемного использования из-за высоких градиентов скорости в центральной части.

Рис. 4.6. Радиальный отстойник с периферийным впуском

1 – подача сточной воды; 2 – водораспределительный желоб; 3 – отводящий трубопровод; 4 – отстойная зона; 5 – иловый приямок; 6 – скребковый механизм; 7 – удаление осадка

Устранение такого недостатка возможно в отстойниках с периферийным впуском сточной воды (см. рис. 4.6). Сточная вода поступает в водораспределительный желоб, расположенный на периферии отстойника, затем направляется в центральную зону и далее к водоотводящему кольцевому

34

ноосаждаемая тонкодисперсная взвесь.

Различают следующие основные группы методов для интенсификации работы отстойников:

!гидродинамические: совершенствование гидравлической работы сооружений и условий седиментации, а также тонкослойное отстаивание;

!технологические: регулирование уровня осадка и кислородного режима, оптимизация исходной концентрации загрязнений и др.;

!химические: корректировка pH, коагуляция, флокуляция и сорбция;

!физические: флотация, контактная флокуляция, магнитное поле, ультразвук и др.

Из всех этих методов наибольшее распространение получило тонкослойное

отстаивание и метод использования биофлокулирующих свойств активного ила.

Отстаивание в тонком слое

выделенный осадок движется перпендикулярно движению сточной воды, а при прямоточной и противоточной – соответственно по ходу движения сточных вод или в обратном направлении.

1 2 3

Рис. 4.9. Горизонтальный отстойник с тонкослойными блоками

1 – подача стоков; 2 – тонкослойный блок; 3 – отвод осветленной воды

Тонкослойное отстаивание применяется при необходимости сокращения объема очистных сооружений при неизменном эффекте осветления, или, наоборот, при необходимости повышения эффективности существующих отстой-

36

Метод биофлокуляции и тонкослойные блоки можно комбинировать, например, в радиальном отстойнике.

4 . 5 . Втор ич ное о тста и вание

Вторичные отстойники располагаются в технологической схеме после сооружений биологической очистки в искусственно созданных условиях (аэротенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы, биотенки и др.) и служат для выделения активного ила или отмершей биопленки из очищенной сточной воды.

Эффективность осветления во вторичных отстойниках определяет общий эффект очистки воды и эффективность работы всего комплекса очистных сооружений биологической очистки.

Кроме того, для технологических схем с аэротенками вторичные отстойники во многом определяют объем аэрационных сооружений, который зависит, помимо прочего, от концентрации возвратного активного ила и степени его рециркуляции.

Закономерности процесса илоразделения

Иловая смесь, поступающая из аэротенков во вторичные отстойники, представляет собой многофазную систему, в которой основным компонентом служат хлопки активного ила размером 20–300 мкм, сформированные в виде сложной трехуровневой клеточной структуры, окруженной экзоклеточным веществом биополимерного состава.

ром 1––5 мм.

Осаждение хлопьев активного ила происходит с образованием видимой границы раздела фаз между водой и илом. Скорость снижения границы раздела может быть определена по формуле:

vc = 99e− 4,9Iidi ,

где Ii – иловый индекс активного ила; di – доза активного ила в иловой смеси.

При изучении кривой кинетики снижении границы раздела фаз (рис. 4.12) выделяют следующие основные стадии процесса гравитационного разделения иловых смесей:

1 – флокуляция хлопков ила с образованием хлопьев и видимой границы;

38

го ила под гидростатическим давлением, компактность их расположения и простота конструкции. Основными недостатками является большая глубина и возможность развития анаэробных процессов в осевшем активном иле.

Горизонтальные вторичные отстойники полностью аналогичны первичным. Вторичный радиальный отстойник показан на рис. 4.13.

Иловая смесь подводится к центральному распределительному устройству – коническому раструбу внутри металлического цилиндра. Осветленная вода собирается в кольцевой желоб по периметру отстойника. Активный ил удаляется самотеком под гидростатическим давлением через щели (сосуны) подвижного илососа в иловую камеру с регулируемым водосливом. Недостаток этих отстойников заключается в сложности эксплуатации скребковых механизмов.

4

3 1

Рис 4.13. Вторичный радиальный отстойник

1 – подача иловой смеси; 2 – сборный лоток очищенной воды; 3 – удаление активного ила; 4 – илосос; 5 – распределительный кожух

Существуют модификации радиальных отстойников, в которых используется принцип низкоградиентного перемешивания и усовершенствованный илосос, что позволяет достичь снижения содержания взвешенных веществ в осветленной воде и повышения концентрации циркуляционного активного ила.

4 . 6 . Ра сч ет отстой ни ков

где Cen – начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающих в отстойник, мг/л; Cex – допустимая конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной воде, мг/л.

По табл. 4.1 в зависимости от расхода сточных вод и необходимого эффекта осветления выбирается конструктивный тип отстойников.

40