4.3 Обладнання споруд механічної очистки стічних вод

4.3.1. Обладнання для затримки й обробки крупних забруднень. Основною задачею цього встаткування є захист споруд, що йдуть далі по технологічній схемі, від влучення крупних забруднень, які можуть ушкодити обладнання або погіршити роботу очисних споруд.

Зараз існують дві технологічні схеми затримки й обробки крупних домішок стічних вод.

Перша передбачає затримку забруднень на решітках, зняття їх із решіток, транспортування до дробарок, дроблення й гідравлічний змив роздроблених забруднень у потік стічної рідини перед решітками. Часто в цій схемі перед дробленням включається ручна операція із сортування покиді для вилучення предметів, що не дробляться.

Для виконання зазначених операцій у відділенні решіток установлюються решітки з механізмами очищення, обладнання для транспорту покиді до дробарок, сортувальний стіл і дробарки.

У другій технологічній схемі застосовуються комбіновані решітки-дробарки, що дозволяють затримувати й дробити покиді без витягу їх зі стічної рідини з повною автоматизацією процесу.

До недоліків першої технологічної схеми можна віднести великий склад устаткування й громіздкість споруд, застосування ручної праці, погані санітарні умови, труднощі комплексної механізації й неможливість автоматизації всього процесу, складність експлуатації.

Друга схема має істотні переваги в порівнянні з першою, перспективна, але вимагає розробки конструкцій нового обладнання й збільшення його типорозмірів.

Решітки встановлюються перед насосами на станціях перекачування стічних вод і на вході в очисні споруди.

У першому випадку вони призначені для убезпечення насосів від пошкодження й засмічення великими забрудненнями. Ширина прозорів (відстань між стрижнями) у цих решітках приймається залежно від типу насоса й коливається від 20 до 120 мм.

Решітки являють собою набір сталевих стрижнів прямокутного або круглого перетину, установлених похило або вертикально в каналі стічної рідини. Решітки можуть бути з ручним очищенням при кількості покиді менше 0,1 м³/доба й обладнані механізмами очищення різних конструкцій.

Решітки типу А (рис. 4.16) нахилені, мають механізм очищення, розташований перед решітками по ходу рідини. Стрижні решіток 1 установлені під кутом 80° у будівельних конструкціях каналу. Механізм очищення складається із граблин 2, закріплених на двох ланцюгах 3, натягнутих між приводними й натяжними зірочками. Привод механізму очищення здійснюється від електродвигуна 4 через редуктор 5 і ланцюгову передачу 6 на приводні зірочки. Рухаючись знизу нагору, граблини своїми зубами входять у прозори решітки й витягають затримані нею покиді.

У верхній частині за допомогою скребкового скидача граблини звільняються від сміття, що потрапляє на транспортний пристрій. Усі елементи механізму очищення монтуються на власній рамі 7, що шарнірно кріпиться до опори 8. Завдяки цьому механізм очищення може бути повернутий навколо опорної осі для огляду й ремонту нижньої частини. Решітки типу А надійно працюють і широко застосовуються в системах каналізації. Випускаються серійно заводами дев'яти типорозмірів. До їхніх недоліків можна віднести можливість защемлення граблин у момент входу їх у прозори решітки при наявності в нижній зоні великого сміття, а також продавлювання деякої кількості покиді через решітки.

Решітки нахилені типу Б (рис. 4.17) мають механізм очищення, розташований за решітками по ходу рідини. Розроблені М. В. Лещинським і знайшли застосування на Ленінградській каналізації. Ці решітки не мають недоліків, відзначених для решіток типу А, але через складність вузла кріплення стрижнів решітки не дістали широкого розповсюдження.

Решітки складаються зі стрижнів 1 прямокутного перетину із загнутими верхніми кінцями. Стрижні решіток жорстко закріплені в нижній частині на поперечній балці 5, а у верхній частині підтримуються рухливою опорою 6. Механізм очищення складається з рами 7, на якій кріпляться приводні 8 і натяжні 9 зірочки. На зірочки натягнуті два нескінченні ланцюги 2 із закріпленими на них граблинами 3. У верхній частині на рамі розташований привод 4, що складається з електродвигуна, черв'ячного редуктора й ланцюгової передачі.

Під час очищення решітки зуби граблин заходять із задньої сторони між стрижнями, захоплюють затримане решітками сміття, піднімають його у верхню зону й при повороті навколо зірочок 8 скидають у лійку 10.

Складність устрою й експлуатації решіток полягає в тім, що верхня рухлива опора повинна пропускати граблину зі сміттям і в той же час утримувати стрижні решіток. Це досягається тим, що опора складається із двох поворотних пластин, з'єднаних важільним механізмом. Коли граблина підходить до нижньої пластини, остання відгинається, пропускаючи граблину, а стрижні підтримуються тільки верхньою пластиною. Потім у міру просування граблини нагору нижня пластина вертається у вихідне положення, сприймаючи навантаження від стрижнів на себе, а верхня пластина повертається, пропускаючи граблину.

Решітка вертикальна типу В (рис. 4.18) має механізм очищення у вигляді граблини 1, що переміщається з допомогою ланцюгів 2. Граблина заходить у прозори решітки 3 позаду за ходом рідини й, піднімаючись вертикально нагору, витягає покиді, затримані на решітці. У середній частині до рами 4 прикріплена гребінка-скидач 5, що знімає із граблини витягнуте сміття на поворотний стіл 6. У момент звільнення від сміття за допомогою напрямних, закладених у конструкції рами, по яких котяться ролики 7, граблина відхиляється від вертикального положення. Привод механізму очищення складається з електродвигуна 8, редуктора 9 і ланцюгової передачі 10.

Ці решітки вільні від недоліків, відзначених для решіток типу А, і поширені в системах каналізації.

Транспортування покиді, знятої з решіток, до дробарок може здійснюватися за допомогою стрічкових транспортерів і спеціальних контейнерів, переміщуваних на колесах або вантажопідйомному механізмі. Стрічкові транспортери застосовуються на порівняно великих спорудах при установці в ряд декількох решіток і дозволяють повністю виключити ручну працю на цій операції. Контейнери використовуються на невеликих спорудах, а також у якості резервних на випадок виходу з ладу стрічкового транспортера.

У деяких випадках безпосередньо біля кожної решітки встановлюють дробарку, що виключає необхідність у транспортуючому пристрої.

Дробарки. Для здрібнювання покиді, затриманої на решітках, широко використовуються молоткові дробарки. Робочим органом цих дробарок є молотки 1 (рис. 4.19) у вигляді металевих пластин, шарнірно закріплених на роторі 2.

Ротор з'єднаний з електродвигуном 3 муфтою. Покиді завантажуються через лоток 4 у дробарку, захоплюються в обертовий рух і при взаємодії молотків із зубчастими гребінками 5, закріпленими на корпусі 6, подрібнюються.

Роздроблені покиді змиваються водою, що постійно подається в дробарку через штуцер 7, проходять через колосникові решітки 8 і скидаються в потік стічної води. Витрата води становить 6-8 л на 1 кг покиді. У конструкціях деяких типів дробарок (наприклад, Д-3) передбачений пристрій для вловлювання покидей, що не дробляться, який складається з нахиленого відбивного щитка 9 і бункера 10 із решітками. Покиді, що не піддаються дробленню , відцентровою силою відкидаються нагору, ударяються об відбивний щит і відскакують у бункер, де затримуються на решітках, а вода стікає в загальний потік.

Комбіновані решітки-дробарки.

Комбіновані решітки-дробарки поєднують в одному агрегаті функції решіток і дробарок. Мають невеликі розміри й можуть установлюватися на трубопроводах і каналах стічних вод без будівництва будівель. Заводами випускаються два типорозміри решіток-дробарок РД-200 і РД-600, що мають продуктивність по воді відповідно 60 і 2000 м³/год.

Решітка-дробарка РД-600 (рис. 4.20, а) складається із двох основних елементів: обертового ґратчастого барабана (циліндричні решітки) 1 з електроприводом 3 і нерухомих тіпальних гребенів 2, закріплених на корпусі. Власне решітки утворені горизонтальними прорізами по оболонці пустотілого циліндра. Для здрібнювання покидей на барабані закріплені ріжучі пластини 4 і різці 5 Тіпальний гребінь також має відповідні ріжучі кромки. Стічна вода проціджується через прорізи барабана зовні всередину, залишаючи великих покидей на решітці. При обертанні барабана затримані покиді переміщаються до тіпальних гребенів, де в результаті взаємодії ріжучих пластин і різців із ріжучими кромками тіпальних гребенів відбувається здрібнювання покидей. Роздрібнені покиді разом із загальним потоком стічної рідини проходять усередину решітки й далі за її межі.

Комбіновані решітки-дробарки можуть установлюватися як на відкритих каналах стічної рідини (рис. 4.20, б), так і в каналізаційних насосних станціях.

4.2.2. Устаткування для видалення осаду з горизонтальних пісковловлювачів і горизонтальних відстійників. У процесі видалення осаду з пісковловлювачів і відстійників можна виділити дві технологічних операції:

1) згрібання осаду із площі дна спорудження до приямка; 2) видалення зібраного осаду із приямка на подальшу обробку.

Для здійснення першої, найбільш складної й трудомісткої, операції використовуються:

а) скребкові ланцюгові механізми;

б) шкребок-візок із тяговим приводом;

в) шкребок-візок із власним приводом на ходових колесах

Скребкові ланцюгові механізми (рис. 4.21) являють собою два нескінченні ланцюги I, на яких із визначеним кроком кріпляться шкребки 2. Ланцюги натягнуті на провідні 3, натяжні 4 і напрямні 5 зірочки. Привод 6 механізму складається з електродвигуна, редуктора, ланцюгової або відкритої зубчастої передачі й провідного вала, на якому закріплені провідні зірочки.

Верхні гілки ланцюга опираються на напрямні 7, які закріплені в стінах споруд. При переміщенні нижньої гілки ланцюга вбік приямка шкребки захоплюють осад, що скопився на дні, і зрушують його в приямок.

У скребкових ланцюгових механізмах пісковловлювачів для розпушення осаду, що швидко ущільнюється, між шкребками до ланцюгів кріпляться спеціальні застосування для рихлення.

Швидкість переміщення шкребків приймається 0,01 - 0,02 м/с, що виключає скаламучення осаду й дозволяє провадити очищення без вимикання споруди з роботи.

Недоліком механізмів цього типу є необхідність установлення їх у кожній секції відстійника або пісковловлювача, що приводить до подорожчання споруди й низького коефіцієнту використання встаткування.

Шкребок-візок із тяговим приводом (рис. 4.22) являє собою міст 1 на двох ходових візках 2, які можуть переміщуватися по рейках 5, закладених у конструкцію пісковловлювача. До моста кріпляться ферми 4 з поворотними шкребками й механізмом повороту. Переміщення шкребка-візка здійснюється за допомогою прикріплених до нього по обидва боки двох тягових ланцюгів 5, натягнутих між провідними 6 і веденими 7 зірочками, і привода 8.

У процесі очищення шкребок-візок здійснює зворотно-поступальний рух, чергуючи робочий хід (справа наліво) з холостим ходом (зліва направо).

Під час робочого ходу шкребок опущений до дна й при русі візка зрушує осад у приямок. При русі в зворотному напрямку, щоб уникнути скаламучення осаду, шкребок повертається на 90°. Переключення руху шкребка-візка з одного напрямку на інший здійснюється автоматично за допомогою кінцевих вимикачів 9 і 10.

Шкребок-візок із власним приводом на ходові колеса (рис. 4.23) застосовується для згрібання осаду з дна горизонтальних відстійників і одночасного збору забруднень, що спливли, з поверхні рідини. Один такий візок може провадити послідовно очищення декількох відстійників. Для переміщення шкребка-візка 1 від одного відстійника до іншого служить фронтальний (транспортний) візок 2.

Скребковий візок 1 являє собою платформу на чотирьох колесах, що приводиться в рух від привода 3 і здійснює переміщення візка по рейках, покладених на стінках відстійника. Візок обладнаний двома шкребками: нижнім 4 для згрібання осілого осаду, й верхнім 5 для згрібання забруднень, що спливли. Опускання шкребків під час робочого ходу й підйом під час холостого ходу здійснюються за допомогою електропривідної лебідки 6. Збір і видалення плаваючих речовин здійснюється трубою 7, що під час робочого ходу за допомогою натискного ролика занурюється в рідину.

Електроживлення всіх механізмів скребкового візка здійснюється кабелем 8 від розподільного пристрою фронтального візка. Для намотування кабелю на скребковому візку встановлений барабан 9, що приводиться в рух від механізму пересування візка.

Привод пересування скребкового візка забезпечує можливість створення різних швидкостей переміщення: малої (0,17 м/с) для робочого ходу й великої (0,35 м/с) для холостого ходу. Це дозволяє підвищити продуктивність механізму очистки відстійників. За допомогою одного скребкового візка провадиться почергове очищення декількох відстійників, що є безсумнівною перевагою цих механізмів при великій кількості відстійників.

Видалення осаду із приямків пісковловлювачів здійснюється за допомогою гідроелеваторів 11 (рис. 4.21), плунжерних насосів або гвинтових конвеєрів (шнеків).

Важкий осад із відстійників видаляється за допомогою плунжерних насосів або грязьових насосів інших конструкцій.

Легкий осад (легко рухливий) з відстійників може видалятися під гідростатичним напором.

Збір і видалення забруднень, що спливли, у горизонтальних відстійниках часто здійснюється за допомогою поворотної труби (рис. 4.24). Основним елементом її є поворотна труба 1 із подовжньою щілиною 6. Нормально труба повернена таким чином, що нижня кромка щілини знаходиться на 30-50 мм вище рівня рідини у відстійнику. Для збору забруднень, що спливли, труба повертається, щілина заглиблюється під рівень рідини на 50 мм, і забруднення, що спливли, надходять у трубу й відводяться в прийомний колодязь.

Поворот труби здійснюється за допомогою черв'яка 2, з'єднаного зі шпинделем 3 колонки керування 4, і сектора черв'ячного колеса 5, закріпленого на трубі. Колонки керування можуть бути обладнані ручним або електричним приводами.

4.3.3. Видалення осаду з радіальних відстійників. Для згрібання в приямок важкого осаду, що випав на дно радіальних відстійників, використовуються мулошкреби. Легко рухливий осад, наприклад, активний мул у вторинних відстійниках, віддаляється під гідростатичним напором за допомогою мулосмоктів.

Мулошкреб (рис. 4.25) складається із двох і більше скребкових крил 1, що являють собою просторову ферму, підвішену до обертової платформи 2. До скребкових крил під кутом кріпляться шкребки 3 таким чином, щоб при обертанні скребкового механізму осад зрушувався від периферії до центра, де розташований приямок. Обертова платформа 2 виконана у вигляді сталевої звареної конструкції, що має чотири коткових і радіальну опори. Крім скребкових крил, до платформи кріпиться ферма з додатковими шкребками для згрібання осаду в приямку. Обертання платформи здійснюється через міст 5 від приводного візка 4. Міст представляє собою просторову металеву ферму прямокутного перетину, що опирається з однієї сторони на платформу 2, з іншої на приводний візок. По верху моста влаштований прохідний місток.

Приводний візок служить для обертання всього мулошкреба; складається з рами й чавунного котка, що приводиться в обертання від електродвигуна через редуктор, і двох пар зубчастих коліс, причому одна пара зубчастих коліс є змінною, що дозволяє змінювати швидкість пересування візка. Чавунний коток переміщається по рейковому путі, покладеному по стінці радіального відстійника. Останнім часом знайшли застосування візки на пневмоходу, що не вимагає укладання рейкового путі й дає економію металу Частота обертання мулошкребів звичайно приймається 1,5…3,0 об/год.

Забруднення, що спливли, у радіальних відстійниках збираються за допомогою прикріпленої під кутом до моста заглибної дошки в спеціальну кишеню. З кишені осад періодично надходить у хитний бункер, з'єднаний трубою зі збірним колодязем, і відводиться з відстійника

При обертанні мулошкреба дошка зганяє забруднення, що спливли, до кишені, і в момент проходження моста над бункером останній затопляється й приймає в себе зібрані в кишеню забруднення. Після проходження моста бункер піднімається так, що його прийомний отвір перевищує рівень води у відстійнику.

Мулосмокт (рис. 4.26) призначений для видалення активного мулу із вторинних радіальних відстійників. Робочим органом мулосмокту є сосуни 1, що представляють собою перевернені лійки, які з'єднані з мулоприймальною трубою 2.

Мулоприймальна труба прикріплена до ферми моста 5, що має на периферійному кінці приводний візок 4. Надходження мулу в сосуни здійснюється під гідростатичним напором, створюваним різницею рівнів води у відстійнику й камері випуску мулу. Через мулоприймальну трубу мул попадає в кільцеву камеру 5 і виводиться з відстійника. У процесі роботи за допомогою приводного візка мулосмокт обертається, що забезпечує рівномірне видалення мулу всієї площі дна відстійника.