Тема 1. Механічна очистка.

На спорудах механічної очистки з води вилучаються завислі та плаваючі домішки. Крупні включення усуваються шляхом проціджування потоку рідини крізь грати або сита (рис. 4.3). Усунення вилучених з води домішок з поверхні ґрат здійснюється гребками або граблями, закріпленими на транспортерному ланцюгові. Зняті з ґрат включення складаються у бункері і подаються потім на звалища твердих відходів або на утилізацію.

Рис. 4.3 – Пристрої для очистки стічних вод від крупних включень

1 – граблина; 2 – тяговий ланцюг; 3 – електропривід;

А – напрям руху рідини; Б – напрям руху ланцюга з граблиною.

Видалення часток піску з води, що очищається, здійснюється у пісколовках, які влаштовуються в очисних спорудах продуктивністю понад 100 м³/добу. Пісколовки мають глибину 0,5-3,5 м, співвідношення ширини до глибини 1-1,5, швидкість проходження води, що очищається, становить 0,15-0,3 м/с. З метою підтримання постійної швидкості води на виході з пісколовок влаштовується водозлив з широким порогом, який також перешкоджає виносу часток піску, що осіли на дно, потоком рідини.

Частку піску у стічних водах, які містять нафтопродукти та інші емульсії, покриваються плівкою, що ускладнює їх вилучення з води. У такому разі слід застосовувати пісколовки, що аеруються (рис. 4.4). Аерація забезпечує руйнування емульсійних плівок і більш ефективне видалення зі стічних вод піску.

Рис. 4.4 – Схема пісколовки, що аерується

Видалення піску з пісколовок здійснюється вручну при невеличких об’ємах до 0,1 м³/добу або за допомогою механічних пристроїв – пісковими насосами, гідроелеваторами тощо. Пісок, що видаляється, складується на піскових майданчиках.

Далі вода, що очищається, потрапляє у первинні відстійники, де знаходиться, повільно протікаючи крізь них, від 30 хвилин до 2 годин. У первинних відстійниках відбувається осадження частини завислих речовин (40-60%) і спливання емульсованих речовин (нафтопродуктів, жирів, мастил тощо) приблизно на 60-80%. Первинних відстійників повинно бути не менше двох.

Існує багато різноманітних конструкцій відстійників, але в основному вони поділяються на горизонтальні, вертикальні та радіальні (рис. 4.5).

Горизонтальні відстійники являють собою резервуари глибиною від 1,5 до 4 м та шириною 3-6 м. Довжина кратна глибині і перевищує її в 8-12 разів. Рідина, що очищається, рухається вподовж відстійника з швидкістю не більше 0,01 м/с. Час проходження рідини через горизонтальний відстійник становить від 1 до 3 годин. Переміщення завислих речовин в потоці рідини відбувається за траєкторією, яка формується під впливом сили тяжіння та сили інерції, яка залежить від швидкості потоку. В горизонтальному відстійнику встигають осісти більш важкі частки, траєкторії яких перетинають дно відстійника в межах його довжини, решта, більш легкі частинки, захоплюються потоком рідини. Ефективність освітлення стічної води в таких відстійниках за звичайних умов не перевищує 60%. Зі збільшенням довжини відстійника та зменшенням швидкості потоку рідини ефективність освітлення зростає.

А. Горизонтальний відстійник 1- скребки, 2 – візок, 3 – труба для видалення осаду, 4 – впуск води.

Б. Вертикальний відстійник 1 – підвідний лоток, 2 – мулова труба, 3 – напівзанурені дошки, 4 – збірний лоток, 5 – відвідний трубопровід.

В. Радіальний відстійник 1 – підвідна труба, 2 – центральний розподільчий устрій, 3 – скребки для видалення мулу, 4 – жолоб для збору освітленної води.

Рис. 4.5 – Відстійники

У вертикальному відстійнику розподіл твердої та рідкої фаз відбувається завдяки зменшенню швидкості потоку та зміні його напрямку на 180°. Осідання завислих речовин відбувається в основному у висхідному потоці. При цьому сила винесення часток висхідним потоком повинна бути меншою за силу тяжіння. Вертикальні відстійники значно компактніші, ніж горизонтальні, тієї ж продуктивності, проте ефективність їх на 10-20% нижча.

В конструкції радіального відстійника реалізовано принцип дії вертикального та горизонтального відстійника. В центральній його частині відбувається зміна напрямку потоку рідини, що очищається, а від центру до периферії він працює у режимі горизонтального відстійника. Це дозволяє влаштовувати досить компактні споруди значної продуктивності. Ефективність освітлення в радіальних відстійниках становить 60%. Глибина коливається від 1,5 до 5 м, діаметр – від 15 до 60 м

В відстійниках будь-якої конструкції видалення освітленої води здійснюється у шарі, що знаходиться приблизно на 1/3 глибині від поверхні. Осад завислих речовин усувається крізь нижній зливний отвір або за допомогою мулососу.

Для усунення домішок, які спливають, бажано використовувати горизонтальні відстійники невеликої глибини (1,2-1,5 м), шириною 2-3 м, які складаються з двох або більше секцій. В залежності від виду домішок, які усуваються (нафтопродукти, жири тощо), такі відстійники мають назву нафтоуловлювачами, жироуловлювачами тощо (рис. 4.6). Швидкість руху рідини, що очищається, в межах 0,005-0,01 м/с. Шар домішок, які спливають, усувається з поверхні води за допомогою скребкового механізму в лотки, звідки зібрані домішки подаються на утилізацію. Ефективність усунення нафтопродуктів у двохсекційному нафтоуловлювачі може досягати 96-98%. Отвір для відведення освітленої рідини розташовується в нижній третині нафтоуловлювача.

Рис. 4.6 – Нафто(жиро)уловлювач

1 – нафтозбірна труба, 2 – щілинна розподільча перетинка, 3 – донний клапан, 4 – механізм руху скребків, 5 – скребки, 6 – кронштейни.

Експлуатуються також очисні споруди, в яких поряд з механічною очисткою води в певній мірі відбуваються процеси біологічної очистки. До таких очисних споруд відносяться септики та освітлювачі-перегнювачі.

Септик – споруда для очистки стічної води відстоюванням з анаеробним зброджуванням осадів (рис. 4.7). Септики відносяться до найдавніших очисних споруд. Септики використовують для невеликих витрат води від 1 до 100 м³/добу. Вони являють собою яму, облицьовану бетоном з бітумним покриттям, круглої або прямокутної форми. Залежно від витрати стічних вод септики робляться однокамерними (при витратах до 1 м³/добу), двохкамерними (при витратах до 10 м³/добу) і трьохкамерними (при витратах понад 10 м³/добу). Очищення септиків від мулу здійснюється до декількох разів на рік.

Рис. 4.7 – Септик

Освітлювачі-перегнювачі являють собою вертикальний відстійник з двох кілець, розташованих концентрично. У просторі між кільцями відбувається освітлення води, яка потім знизу надходить до внутрішнього кільця, де відбувається перегнивання по типу септика.

Для таких видів зворотних вод, як поверхневий стік, дренажні, кар’єрні та шахтні води, механічна очистка зазвичай задовольняє умовам їх скиду до водних об’єктів. Інші види очистки для цих категорій зворотних вод майже не застосовуються.