14 Ковальчук Очистка стічних вод

Рис. 6.10. Вузол типових радіальних відстійників діаметром 30 м:

1 - розподільна чаша; 2 - відстійники; 3 - насосна станція сирого осаду; 4 - жирозбірник; трубопроводи: 5 - сирого осаду; 6 - промивної води; 7 - жиропровід; 8 - повітропровід

зменшити при влаштуванні на гребені збірного лотка зубчастого водозливу у вигляді трикутників з кутом 90 о при вершині.

Осад, що випадає на дно, згрібається до мулового приямка, розміщеного в центрі відстійника, за допомогою спеціальних скребків. Приямок являє собою перевернутий зрізаний конус. Дно відстійника влаштовується з похилом 0,005-0,05 від периферії до приямка.

До складу скребкового механізму входять два радіальні крила із скребками, розміщеними під кутом 35 о до напрямку руху мулоскреба, рухома ферма з містком, яка опирається одним кінцем у центрі відстійника, а іншим - на периферійний привід з візком на пневмоходу. До ферми закріплене також підвісне обладнання, що згрібає спливаючі на поверхню речовини до жирозбірника, з якого вони відводяться на перекачку. Частота обертання ферми із скребками складає 2-3 год-1 (периферійна швидкість 0,05-0,1 м/с). Скребки

151

працюють безперервно чи включаються в роботу періодично після накопичення шару осаду товщиною 15-20 см. Видалення осаду із мулових приямків здійснюється по трубопроводу діаметром 200-300 мм за допомогою плунжерних насосів, розміщених у напівзаглибленій насосній станції. Там же розміщені насоси для перекачування спливаючих домішок і спорожнення відстійників. Застосування плунжерних насосів дозволяє отримати осад вологістю до 93,0-93,5 %. Осад із мулових приямків може також видалятися по трубопроводу під тиском стовпа води висотою 1,5 м. У цьому випадку вологість осаду, що перекачується далі відцентровими насосами, складає в середньому

95 %.

Робоча глибина відстійної частини радіальних відстійників Hset приймається в межах 1,5-5 м, висота нейтрального шару Hн = 0,3 м, висота шару осаду і дії скребка Ho = 0,3-0,35 м, розрахункове навантаження на 1 м2

дзеркала води - 1,5-3,5 м3/год.

Радіальні первинні відстійники забезпечують затримання 50-55 % завислих речовин. Кругла у плані форма радіальних відстійників дозволяє зменшувати необхідну товщину стінових панелей за рахунок застосування високоміцної попередньо напруженої арматури, що скорочує їх питому матеріалоємність. Рухома ферма із скребками забезпечує просте видалення осаду із споруди.

Разом з тим для радіальних відстійників з центральним впуском характерні підвищені градієнти швидкості в центральній частині, внаслідок чо-

го зменшується коефіцієнт використання їх об’єму ( Kset = 0,45) і ефектив-

ність освітлення стічних вод. Усунення цих недоліків можливе шляхом влаштування у радіальних відстійниках периферійного впуску стічних.

У радіальних відстійниках з периферійним впуском стічних вод

(рис. 6.11) водорозподільний жолоб, що оперізує відстійник по колу, має постійну ширину і глибину, яка поступово зменшується від початку до кінця жолоба. У дні жолоба є круглі впускні отвори різного діаметру, розташовані на різних відстанях один від одного. Завдяки цьому, а також змінній глибині, забезпечується постійна швидкість руху води у водорозподільному жолобі, унеможливлюється випадання в ньому осаду. Вода, що виходить з отворів у дні жолоба, за допомогою кільцевої перегородки спрямовується в нижню зону відстійника, а після цього рухається горизонтально в центральну зону і вверх до водозбірного кільцевого жолоба. Невелика швидкість потоку зумовлює початок випадання завислих речовин вже після виходу стічних вод з-під кільцевої перегородки. Рух води відбувається більш рівномірно по всьому живому перетину відстійника, при цьому місцеві завихрення практично відсутні. Завдяки входженню освітлюваної води в відстійник біля його дна забез-

152

Рис. 6.11. Радіальний відстійник з периферійним впуском стічних вод:

1 - підвідний канал; 2 - трубопровід для відведення плаваючих речовин; 3 - відвідний трубопровід; 4 - затвор для випуску плаваючих речовин з лотка; 5 - струминонаправляючі патрубки; 6 - розподільний периферійний лоток; 7 - напівзанурена дошка для затримання плаваючих речовин; 8 - трубопровід для випуску осаду

печуються найкоротший шлях осадження завислих речовин і збіг напрямку руху освітлюваного потоку води і осаду, що згрібається до бункера.

Для збирання і видалення спливаючих речовин у відстійнику передбачаються два бункери, один з яких встановлюють в центральній його части-

153

ні, а другий - в кінці водорозподільного жолоба. Освітлена вода відводиться з центрального кільцевого лотка з двостороннім водозливом або через щілинні отвори в центральній трубі.

За однакової тривалості відстоювання відстійники з периферійним впуском стічних вод забезпечують в 1,2-1,3 рази більший ефект освітлення, ніж звичайні радіальні відстійники; за однакового ефекту освітлення їх пропускна спроможність збільшується в 1,3-1,6 рази в залежності від початкової концентрації завислих речовин. Однак на практиці ці переваги часто зводяться нанівець через нерівномірний розподіл води по периметру відстійника в умовах нерівномірного притоку стічних вод, а також через відсутність задовільних конструктивних рішень по вилученню спливаючих речовин з поверхні відстійника.

Принцип роботи відстійників з обертовим водорозподільним і во-

дозбірним пристроєм, запропонованих проф. І.В.Скирдовим, полягає у створенні умов, близьких до відстоювання стічних вод у стані спокою. Основним елементом таких відстійників є радіальний жолоб глибиною 0,8-1,2 м, який закріплений до ферми, що обертається за допомогою електроприводу (рис. 6.12). За допомогою вертикальної криволінійної перегородки жолоб поділяється на два лотки: водорозподільний і водозбірний. Водорозподільний лоток знизу обмежений щілинним дном, а збоку - струминонаправляючими лопатками обтічної форми. Лопатки підвішені до несучої конструкції так, що можуть переміщатися вздовж лотка і повертатися під будь-яким кутом; вони розміщуються таким чином, щоб тривалість перебування окремих струмин у відстійнику була практично однаковою. Освітлювані стічні води по дюкеру надходять у центр відстійника, звідки через затоплені отвори потрапляють у водорозподільний лоток. Вихід струмин із водорозподільного лотка відбувається з швидкістю, рівною протилежно направленій швидкості обертання самого лотка, внаслідок чого освітлення стічних вод відбувається практично у статичних умовах з найбільшим ефектом.

Водозбірний лоток із затопленим водозливом має суцільні стінки (одна - власне водозлив, друга - вертикальна криволінійна перегородка) і дно. Освітлена стічна вода, що попадає у водозбірний лоток, рухається до центру, звідки відводиться за допомогою трубопроводу, розміщеного під відстійником. Видалення осаду здійснюється із центральної частини відстійника, куди він згрібається за допомогою скребків, закріплених до ферми. Плаваючі речовини збираються з поверхні відстійника за допомогою периферійного пристрою, куди вони згрібаються за допомогою напівзануреної дошки, закріпленої до ферми.

154

Рис. 6.12. Відстійник з обертовим водорозподільним і водозбірним пристроєм:

1 - підвідний дюкер; 2 - повітряні затвори; 3 - центральна чаша; 4 - збірно-розпо- дільний пристрій; 5 - периферійний привід; 6 - скребки; 7 - відвідний трубопровід освітленої води; 8 - мулопровід; 9 - затоплений лоток; 10 - струминонаправляючі лопатки; 11 - водозлив; 12 - напівзанурена дошка; 13 - дно з щілинами; 14 - криволінійна перегородка; 15 - камера жирозбірника; 16 - напрям впуску стічної води; 17 - напрям руху збірно-розподільного пристрою

За будь-який проміжок часу у відстійник подається і з нього відводиться однакова кількість води. Таким чином, тривалість освітлення стічних вод дорівнює тривалості одного оберту ферми відстійника. Спеціальний електропривід ферми із безступінчастим регулятором обертів дозволяє регулювати швидкість її обертання в межах 2-5 год-1, що при значенні коефіцієнта ви-

155

користання об’єму Kset = 0,85 і однаковому ефекті освітлення забезпечує

пропускну спроможність відстійника розглядуваної конструкції в 1,5 рази більшу, ніж типового радіального відстійника. Слід зазначити, що реактивна сила, яка виникає при впусканні стічних вод у відстійник, у багатьох випадках виявляється достатньою для обертання жолоба і скребків для осаду без будьяких додаткових зусиль.

При визначення глибини відстійника враховують висоту нейтрального шару Hн = 0,5-0,6 і висоту мулової частини Ho = 0,3-0,4 м.

Відстійники з обертовими водорозподільними і водозбірними пристроями рекомендується використовувати для освітлення стічних вод з концентрацією завислих речовин до 500 мг/л. Розроблені типові проекти таких відстійників діаметром 18 і 24 м.

6.5. Вертикальні відстійники

Вертикальні відстійники являють собою круглі (іноді квадратні) в плані резервуари з конічним (пірамідальним) дном, в яких потік освітлюваних стічних вод рухається в вертикальному напрямку. Вертикальні відстійники звичайно влаштовують на очисних станціях продуктивністю до 20000 м3/добу при низькому рівні підземних вод.

В залежності від конструкції розрізняють вертикальні відстійники з центральною трубою, з низхідно-висхідним рухом і з периферійним впуском стічних вод.

У вертикальних відстійниках з центральною трубою стічні води підводяться по лотку в круглу центральну трубу, що закінчується розтрубом з конусним відбивальним щитком. Стічні води рухаються вниз, відбиваються від щитка і змінюють напрям руху на горизонтальний, а потім на вертикальний висхідний (рис. 6.13). У висхідному потоці освітлюваних стічних вод відбувається агломерація часток зависі. Агломерована завись, гідравлічна круп-

ність якої перевищує швидкість висхідного вертикального потоку υ веpт ,

випадає в осад. При uo = υ веpт частинки зависі знаходяться у завислому стані, а при uo < υ веpт - виносяться з відстійника висхідним потоком води.

Для міських стічних вод швидкість висхідного потоку приймається в межах

0,5-0,7 мм/с.

Вертикальні відстійники мають діаметр не більший 9 м, а робочу глибину відстійної частини Hp в межах 2,7-3,8 м. Для затримання плаваю-

чих речовин на відстані 0,3-0,5 м перед водозбірним лотком влаштовується кільцева перегородка висотою 0,45-0,6 м, занурена на глибину 0,25-0,3 м.

156

Рис. 6.13. Первинний вертикальний відстійник з центральною трубою:

1 - мулова труба; 2 - жиропровід; 3 - центральна труба з розтрубом і відбивальним конусом; 4 - збірний лоток освітленої води; 5, 6 - відповідно відвідний і підвідний лотки

157

Згідно досліджень проф. С.М.Шифріна основна маса завислих речовин осаджується під час горизонтального руху потоку після виходу із центральної труби, ще перед зміною напрямку руху стічних вод на висхідний вертикальний. При цьому в центральній частині та в районі водозбірних лотків утворюються вихрові зони, що істотно знижує ефект освітлення стічних вод у відстійниках.

Для покращання ефективності роботи вертикальних відстійників з центральною трубою С.М.Шифрін запропонував деякі конструктивні зміни, направлені, головним чином, на зменшення швидкості надходження стічних вод у відстійник. Так довжину центральної труби приймають рівною глибині відстійної частини, швидкість руху стічних вод у центральній трубі - не більше 30 мм/с, а між розтрубом і відбивальним щитом - не більше 20 мм/с (при цьому відстань між ними повинна складати 0,25-0,5 м). Висоту розтруба і

його діаметр у нижній частині приймають рівними 1,35 d ( d - діаметр центральної труби). Кут конусності відбивального щита повинен складати 146о, а його діаметр - 1,3 від діаметру розтруба центральної труби у нижній частині.

Затримуваний осад накопичується в конусній муловій частині відстійника, звідки видаляється під гідростатичним тиском 1,5 м через мулову трубу діаметром не менше 200 мм у самопливну мулову мережу. Для забезпечення самочинного сповзання осаду під час його вивантаження кут похилу

конічного дна повинен складати 50-60о. Висота нейтрального шару Hн над

Таблиця 6.4

Основні параметри типових вертикальних первинних відстійників із збірного залізобетону

158

шаром осаду (до рівня відбивального щитка) складає 0,3 м. Об’єм мулової частини розраховується на дводобову витрату осаду, вологість вивантажуваного осаду складає 95 %.

Розроблені типові проекти первинних вертикальних відстійників з центральною трубою діаметрами 4,5, 6 і 9 м (табл. 6.4). Один вузол відстійників включає в себе підвідні і відвідні лотки, розподільну камеру, власне чотири відстійники і два мулові колодязі (рис. 6.14).

Рис. 14. Вузол типових вертикальних відстійників з центральною трубою:

1 - трубопровід для видалення плаваючих речовин; 2 - трубопровід для видалення осаду; 3 - відстійники; 4 - подаючий лоток чи трубопровід; 5 - розподільна камера; 6 - підвідний трубопровід; 6 - відвідний трубопровід; 7 - збірник осаду і плаваючих речовин

Не дивлячись на очевидні переваги, до яких потрібно віднести простоту конструкції і експлуатації (перед усім - просте видалення осаду і відсутність механічних скребків), малу площу у плані, розглядувані відстійники

мають однак невисокі значення коефіцієнта використання об’єму ( Kset =

0,35) і невисоку ефективність освітлення стічних вод (зазвичай не перевищує 40 %), що стримує останнім часом їх широке застосування на практиці.

З технологічної точки зору більш досконалими є вертикальні від-

стійники з низхідно-висхідним рухом рідини, запропоновані Науково-

дослідним і конструкторсько-технологічним інститутом міського господарст-

ва (м. Київ) (рис. 6.15).

159

Рис. 6.15. Первинний вертикальний відстійник з низхідно-висхідним рухом рідини: 1 - приймальна камера; 2 - подаючий трубопровід (лоток); 3 - трубопровід для видалення плаваючих речовин; 4 - приймальна лійка плаваючих речовин; 5 - зубчастий розподільний водозлив; 6 - відбивальний козирок; 7 - розподільний лоток; 8 - збірний лоток освітленої води; 9 - відвідний трубопровід; 10 - кільцева зона висхідного руху; 11 - кільцева напівзанурена перегородка; 12 - трубопровід для вивантаження осаду

160