14 Ковальчук Очистка стічних вод

до його глибини Hs , а також від прийнятої мінімальної гідравлічної крупності затримуваного піску uo . При розрахункових параметрах, не вказаних в табл. 5.9, коефіцієнт Ks визначається за формулою

При інтенсивності аерації J =3-5 м3/(м2.год) витрата повітря, що подається в аерований піскоуловлювач, повинна складати

Витрата технічної води для гідрозмиву піску з піскового лотка в пісковий приямок складає

де υ тp - швидкість технічної води на початку змивного трубопроводу, яку

рекомендується приймати рівною 2,5-3,5 м/с.

Для забезпечення надійного змиву осаду по всій довжині лотка напір на початку змивного трубопроводу повинен бути рівним

де ho - висота шару осаду в пісковому лотку, м.

Висоту шару осаду визначають, виходячи із загальної кількості затримуваного осаду за період між вивантаженнями його із піскоуловлювача. Висота піскового лотка із запасом повинна дорівнювати

де µ - коефіцієнт витрати сприску, що залежить від його конструкції і орієн-

товно рівний 0,82; n - число сприсків на одному змивному трубопроводі, рівне:

131

де lnp - довжина змивного трубопроводу, яка дорівнює довжині піскового

лотка; z - відстань між сприсками, яку рекомендується приймати рівною

0,25-0,4 м.

Розрахунок вертикального піскоуловлювача із зануреною дош-

кою починають із визначення площі приймального Fn і відстійного Fo

швидкості руху стічних вод відповідно у приймальному і відстійному відді-

леннях: υ n = 0,1 м/с; υ o = 0,05 м/с.

Робоча висота піскоуловлювача визначається, виходячи із значень розрахункової швидкості руху стічних вод у відстійному відділенні і нормативної тривалості їх перебування там, яка складає 30 с. Таким чином робоча

висота піскоуловлювача hp складе 1,5 м.

них розмірів приймального і відстійного відділень, а також кута похилу стінок дна зони осаду до горизонту, рівного 60о. Висота нейтрального шару hн ,

приймається рівною довжині приймального відділення (див. рис. 5.9 і табл. 5.8), а висота борту - 0,3 м.

Розрахунок піскових майданчиків починають з визначення річного об’єму осаду Wocp , затримуваного у піскоуловлювачах,

піску, що затримується у піскоуловлювачах в розрахунку на одного жителя, л/добу;

Розрахункова площа піскових майданчиків складає

132

де qпм - навантаження на піскові майданчики за осадом, яке приймається рівним 3 м3/(м2.рік) [3].

Література

1.W.Blaszczyk, M.Roman, H.Stamatello. Kanalizacja. Tom 2, Arkady, Warszawa, 1974. - 466 с.

2.Яковлев С.В., Калицун В.И. Механическая очистка сточных вод. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1972. - 197 с.

3.СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М., 1986. - 72 с.

4.Проектирование очистных сооружений канализации/С.К.Колобанов, А.В.Ершов, М.Е.Кигель - К.: Будівельник, 1974. - 224 с.

5.Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учебник для вузов/С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, Ю.М.Ласков, Ю.В.Воронов; Под ред. С.В.Яковлева. М.: Стройиздат, 1990. - 511 с.

6.Мочалов И.П, Родзиллер И.Д., Жук Е.Г. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных мест: В условиях Крайнего Севера. - Л., Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1991. - 160 с.

7.Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов/С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, Ю.М.Ласков, В.И.Калицун. - М.: Стройиздат, 1996. - 591 с.

133

Розділ 6

ПЕРВИННІ ВІДСТІЙНИКИ

6.1. Призначення і класифікація відстійників

Стічні води після решіток і піскоуловлювачів вміщують у значній кількості завислі речовини - нерозчинні грубодисперсні домішки з густиною, відмінною від густини води, які знаходяться у завислому і плаваючому стані. Для запобігання підвищеному приросту активного мулу в аеротенках чи біоплівки в біофільтрах концентрація завислих речовин в стічних водах перед цими спорудами не повинна перевищувати 100-150 мг/л.

Найпростішим, найменш енергоємним і найдешевшим, а тому широко розповсюдженим в технології очистки стічних вод способом виділення завислих речовин із стічних вод є гравітаційне відстоювання, під час якого завислі частинки осідають на дно споруди або спливають на її поверхню. Відстоювання здійснюють у відстійниках, які відрізняються за призначенням, режимом роботи, напрямком руху рідини і формою.

В загальному випадку за призначенням у технологічній схемі очисних споруд відстійники поділяються на:

1.Первинні відстійники, призначені для освітлення стічних вод після решіток і піскоуловлювачів перед їх біологічною очисткою;

2.Вторинні відстійники, призначені для розділення мулової суміші після аеротенків чи затримання надлишкової біоплівки після біофільтрів;

3.Третинні відстійники, призначені для освітлення біологічно очищених стічних вод після їх обробки коагулянтами.

За режимом роботи розрізняють відстійники періодичної (контактні) і безперервної дії. В контактних відстійниках стічні води освітлюються у стані спокою. Їх застосовують для обробки малих кількостей стічних вод. На міських очисних спорудах зазвичай застосовують відстійники безперервної дії, в яких здійснюється очистка при будь-яких витратах стічних вод.

В залежності від напрямку руху стічних вод у споруді розрізняють відстійники з горизонтальним, вертикальним і похилим потоком рідини.

Відстійники з горизонтальним потоком рідини поділяють на горизонтальні, в яких рідина рухається у вигляді горизонтального потоку паралельних струменів; радіальні - з горизонтальним потоком струменів рідини, що рухаються радіально від центру до периферії відстійника; радіальні із периферійним впуском - з горизонтальним потоком струменів рідини, що рухаються радіально від периферії до центру відстійника.

134

Відстійники з вертикальним висхідним рухом рідини отримали назву вертикальних, а з вертикальним низхідно-висхідним рухом - вертикальних відстійників з низхідно-висхідним рухом рідини. Відстійники з рухом струменів рідини у тонкому шарі між похилими полицями називаються тонко-

шаровими.

За формою у плані відстійники поділяються на квадратні, прямокутні і круглі. Звичайні горизонтальні відстійники прямокутні у плані, радіальні і радіальні з периферійним впуском - круглі у плані, вертикальні - круглі чи іноді квадратні.

Крім розглянутих вище існують також відстійники, що відрізняються за принципом роботи, і відстійники, комбіновані з іншими спорудами. До них відносяться, наприклад, відстійники з обертовими водорозподільчими і водозбірними пристроями - круглі у плані проточні відстійники, у яких освітлення стічних вод відбувається у стані спокою. Освітлювачі з природною аерацією є по суті звичайними вертикальними відстійниками, в яких при надходженні стічних вод відбувається підсмоктування атмосферного повітря. У двоярусних відстійниках освітлення стічних вод відбувається у горизонтальних лотках.

На міських очисних станціях для первинного освітлення стічних вод найчастіше застосовуються горизонтальні, радіальні і вертикальні відстійники. Горизонтальні відстійники застосовують при продуктивності очисної станції більше 15000 м3/добу, радіальні - більше 20000 м3/добу, вертикальні - до 20000 м3/добу. Тип відстійника необхідно вибирати з урахуванням прийнятої технологічної схеми очистки стічних вод і обробки осаду, продуктивності очисних споруд, черговості будівництва, кількості експлуатованих одиниць, конфігурації і рельєфу майданчика, геологічних умов, рівня грунтових вод тощо. Доцільно приймати не менше двох первинних відстійників за умови, що всі вони є робочими. Перевагу віддають відстійникам більших розмірів, для яких вартість одиниці об’єму споруди є меншою.

6.2. Чинники, що впливають на ефективність роботи відстійників

Робота відстійників полягає у використанні явища осадження (седиментації) частинок зависі під дією сили тяжіння. Осадження частинок може бути вільним чи стисненим. Вільне осадження теоретично можливе лише тоді, коли частинка незмінної форми і розмірів осаджується в необмежено великому об’ємі рідини. Швидкість вільного осадження частинки кулястої форми в умовах ламінарного режиму її обтікання рідиною ( Re ≤ 2) визначається за відомою формулою Стокса, яка враховує ряд чинників, що впливають на процес осадження: d - діаметр частинки (м), ρ 1 - густину частинки (кг/м3),

135

шару рідини найчастіше приймають рівною h1= 0,5 м, що дозволяє порівню-

вати результати, отримані різними дослідниками. При застосуванні циліндрів, висота яких співпадає з висотою реальних відстійників, внаслідок труднощів при заповненні їх стічними водами створюються неоднакові початкові умови осадження, при яких важко отримати правильні дані про кінетику осадження завислих речовин [2].

У практиці проектування і експлуатації первинних відстійників широке розповсюдження набуло використання залежностей ефекту освітлення

сота шару рідини). Криві в координатах « E − t » і « E − uo » отримали назву

кривих кінетики осадження завислих речовин.

На рис. 6.2 і 6.3 наведені узагальнені графіки залежностей ефекту освітлення стічних вод E від тривалості освітлення t і умовної гідравлічної крупності завислих речовин uo для різних значень висоти шару стічних вод

h1.

Рис. 6.2. Узагальнені графіки залежності ефекту освітлення стічної води Е від тривалості її освітлення t при різних висотах стовпа рідини h1 і початкових концентраціях

завислих речовин: а) - 200 мг/л; б) - 300 мг/л; в) - 400 мг/л; г) - 500 мг/л; 1) - при h1 = 0,5 м; 2) - при h1 = 2 м; 3) - при h1 = 4 м [2]

137

Рис. 6.3. Узагальнені графіки залежності ефекту освітлення стічної води Е від умовної гідравлічної крупності завислих речовин uo при різних висотах стовпа стічної води h1 і початкових концентраціях завислих речовин: а) - 200 мг/л; б) - 300 мг/л; в) - 400

мг/л; г) - 500 мг/л; 1) - при h1 = 0,5 м; 2) - при h1 = 1 м; 3) - при h1 = 2 м; 4) - при h1 = 3 м; 5) - при h1 = 4 м; 6) - при h1 = 5 м [2]

Як слідує із графіків залежності E = f (t) , процес освітлення стіч-

них вод найбільш інтенсивно відбувається у перші 15-30 хв. У верхній частині циліндра (рис. 6.4) з’являється видима межа між освітленою водою і зависсю, утворюються зони освітленої води I і вільного, а точніше слабко стисненого осадження II . На дні циліндра утворюється зона осаду IV , в якій відбувається повільне ущільнення частинок, над осадом - шар згущеної зависі (зона стисненого осадження III ). Вище знаходиться перехідна зона, щільність якої зменшується знизу вверх. Криві залежності E = f (t) у цей інтер-

вал часу близькі до прямих ліній.

Зростання ефективності освітлення значно уповільнюється після 3045 хвилин відстоювання стічних вод. По мірі відстоювання висота зони освітленої води I і осаду IV зростає, при цьому водночас відбувається ущільнення зависі в зоні стисненого осадження

138

Рис. 6.4. Кінетика осадження полідисперсної зависі

Перехід кривої E = f (t) у пряму, майже паралельну осі абсцис,

вказує на закінчення процесу відстоювання. До цього моменту практично повністю осаджується уся кількість нерозчинних домішок, здатних до осадження, область II та перехідна зона зникають, і завершується ущільнення згущеної зависі, що відповідає повному розподілу зони III на осад і освітлену рідину. Однак в освітлених стічних водах все ще може залишатися деяка кількість завислих домішок (несідаючих і неспливаючих), що мають питому вагу рівну питомій вазі самої стічної води. Для видалення таких домішок шляхом відстоювання потрібний досить тривалий час, при цьому ефективність освітлення зростає лише на декілька відсотків. Тому при визначенні кількості осаджуваних речовин тривалість відстоювання приймають рівною 2 год. Для міських і більшості видів виробничих стічних вод таке припущення себе повністю виправдовує.

Необхідно відзначити, що в процесі безперервного відстоювання стічних вод у проточних відстійниках утворюються ті самі зони I − IV , але на відміну від періодичного відстоювання вони не змінюються за висотою.

Як слідує із графіків, наведених на рис. 6.2, вміст осаджуваних речовин, виражений у відсотках від вмісту завислих речовин, залежить від концентрації останніх у стічних водах. Вміст осаджуваних речовин збільшується із збільшенням концентрацій завислих речовин в стічній воді: при початковій

концентрації завислих речовин 200 мг/л він складає близько 70 %, при Co = 300 мг/л - 74 %, при Co = 400 мг/л - 80 %, а при Co = 500 мг/л - 84 %. При рівній умовній гідравлічній крупності завислих речовин uo , але при різних

139