Отстойники в очистных системах. М. Иванов. Конструкция отстойника для очистки сточных вод Отстойники для очистки сточных вод принцип работы

Ничто так не влияет на экологию в целом, как загрязненность сточных вод. Также это оказывает активное влияние и на людей, и их здоровье. Именно по этим причинам следует следить за очисткой осадка сточных вод на предприятиях, строительстве и в домах в частном секторе. Очистка отстойников и канализационной системы — одна из приоритетных задач населения, ведь все мы стремимся к тому, чтобы не только око радовали внешние характеристики воды, но и чтобы она была безвредной для здоровья.

Отстойник для очистки сточных вод необходимы для сохранности чистоты природы

Более эффективный из всех имеющихся способов очистки первичных отстойников, менее затратных по энергии, имеющие разные типы загрязнения, является отстаивание. В статье будут раскрыты такие темы, как: польза отстаивания, классификации систем, создание своими руками системы для очистки воды.

Чем полезно отстаивание

Для установки хорошего и полезного очистительного сооружения даже на маленьком земельном участке, требуется масса сил, энергии и денег. Если вы собираетесь устанавливать самостоятельно, то консультации экспертов не помешают. Установка будет делиться на несколько этапов.

1. Механический.
2. Биологический.
3. Дезинфицирующий.
4. Химический.

Механический этап — обязательно применять септики или отстойники для очистки сточных вод. Они экономичны и эффективны. Их чаще всего стараются применять в строительстве частных домов, а также для работы на производстве. Понятное дело, что домашний отстойник для воды будет очень сильно отличаться от тех, которые используют на производстве.

Различия не только в размере, но и в объемах. Так отстойники на производстве крупные по габаритам и имеют больше функций, чем домашние. Они используются и для очищения в начале поставки воды, и для выделения всех загрязнений, что является завершающим этапом. Такая обработка занимает длительное время, так как фильтрация первичных отстойников зависима от загрязнений в воде. Степень загрязненности зависит от частиц. Их форм, осадочного состояния и объемов.

Как классифицируются системы

Отстойники для сточных вод могут быть первичными и вторичными. Их классификация напрямую зависит от системы очистки. Первичными называют сооружения, которые находятся перед очистительной системой. Вторичные будут располагаться после них. Как же их отличить?

Первичный отстойник очищает воду от крупных частиц

Первичные имеют систему накопления и уборки частиц, которые могут находиться на поверхности воды: масло, нефть. Нужно учитывать и то, что механизмы перекачки осадка также различны. Так вторичные отстойники имеют илососы. Кроме того, вторичные сооружения не могут хранить осадок. И последнее, режимы тоже различны.

Если очистка проточной воды происходит в отстойниках без остановок, то те, которые используют для маленького количества воды, т.е. периодические, воду содержат в спокойствии. Не следует забывать и о видах септиков, их классифицируют по направленности:

• горизонтальные;
• радиальные;
• вертикальные.

Горизонтальные имеют резервуар прямоугольной формы. В нем имеются отделения и механизм для того, чтобы собирать и распределять воду. Также наличие трубопровода, механизма для удаления осадков. Чаще других его используют для очищения водных ресурсов, где сток имеет большую нагрузку.

Вертикальные очистительные сооружения круглые или квадратные. Они имеют камеру для образования хлопьев, канал для очищения воды и ее вывода. Ко всему этому присоединят трубы, по которым поступает загрязненная вода, происходит ее вывод, удаляется осадок. Такие отстойники применимы для хозяйства и быта, так как работоспособность невелика.

Радиальный тип отстойника – круглая емкость.

В ней собирается вода из сточных труб снизу. Очистка происходит при помощи специального прибора. Он расположен на ферме, которая вращается. При помощи скребочных инструментов в очистительной системе, осадок отправляется в очистительный приямок.

Системы очистки в собственных домах

Что может быть проще, чем система, которую собрали из отстойника, канализации и горизонтального трубопровода. Он чаще всего делается из колец бетона, соединенных друг с другом. Такая очистительная система обязана быть оснащена непроницаемостью. Обеспечивая герметичность, лучше всего приобрести герметик из пластика или пропилена. Их преимуществом является то, что с их помощью система собирается легче и быстрее, в отличие от изготовленных своими руками. Как бы там ни было, но работать с землей все же придется.

Бетонные кольца требуют тщательной герметизации

Если же вы приняли решение сконструировать отстойник своими руками, все равно учитывайте факт работы с кольцами из бетона. Так как герметика является самой важной частью для всех используемых стыков и швов. Помимо всего прочего, расположение колодца от водопровода должно быть больше тридцати метров. Есть и еще дополнительные требования для местоположения системы для очистки. До построек любого типа и деревьев должно быть более трех метров. Другая часть системы (трубы в горизонтальном положении и имеющиеся отверстия) должна находиться в земле. Именно благодаря им идет распределение сточных вод.

Может быть и такая конструкция: очистка бытового стока заключена в установке дополнительного фильтра. Он должен располагаться вокруг основной системы, которая будет расположена под землей. Обычно он выглядит так: песок, щебень. Благодаря такому сочетанию вода очищается гораздо эффективнее. Какой бы вид и тип отстойника вы ни выбрали, необходимо учитывать местоположение отстойника, его характеристику. Не забывайте, что обрабатывать, очищать сточные воды жизненно необходимо для всего окружающего нас. К этому следует подходить ответственно.

Конструкция отстойников ля сточных труб своими руками

Конструкция довольно проста – емкость для сбора всей использованной воды и жидких отходов. Все это должно отстаиваться некоторое время, после чего отправиться в дренажный колодец. Жидкость проходит через землю. Желательно, соорудить из двух, если так можно сказать, сосудов для лучшей очистительной системы. Что нам для всей процедуры конструирования понадобится? Очистительные системы можно сделать из многих материалов.

Пластиковая емкость прослужит более 50 лет

1. Самым популярным стал пластик. Емкости из пластмасса и пластика производят на заводах специально, служить вам они смогут более полувека. Так как выполняют такие емкости заводским способом, а не кустарным, то они ребристые. Таким образом деформация исключена.
2. Металлические емкости нежелательны. Железные быстро ржавеют, а как следствие дают течь. Нержавейка может стоять дольше пластика, но по цене намного дороже.
3. При использовании бетона и выполнения из него отстойника, тратится много сил, а время процедуры удлиняется: опалубка, укрепление при помощи арматуры, засыхание бетонной смеси.
4. Использование колец из бетона также популярный и широко используемый. Кольца ставят одно на одно, а стыки замазывают опять цементом. Это делается для герметики, одной из важных норм безопасности для окружающей природы.

Как видите вариантов ни мало и немного, но необходимо учитывать фактор эксплуатации, ваши собственные умения и навыки по выполнению таких работ и материальная база вопроса.

Детали, необходимые для отстойников

Если он выполнен из пластмассовых емкостей, то понадобится еще песок и щебень, а также плита из бетона. К ней будет крепиться наш отстойник. Засыпать контейнер необходимо песком.

Перейдем к отстойникам из бетонной смеси. Нам потребуется арматурный металл в диаметре не меньше 8 мм. Это необходимо для того, чтобы обеспечить и сохранить форму конструкции, для ее прочности и жесткости.

Ранее мы говорили, что желательно делать отстойник из двух емкостей, вторая предусматривает факт доочистки воды. Для этого следует заняться подготовкой трубы для канализации. Таким образом, сточные воды смогут перелиться из одной емкости в другую.

Не забывайте про слой дренажа, который состоит из песка и щебня. Очищенная вода будет через него проходить в почву, а все отходы сможете откачать при помощи ассенизаторского устройства.

Прежде чем проводить монтаж, необходимо иметь план-стандарт. Его можно корректировать.

1. Давайте перейдем к самой работе.
2. Подготовить котлован, учитывая емкость для отстойника.
3. Подушка из щебня или цементной плиты.
4. Укрепление стен котлована для контейнера или укрепление колец из бетона.
5. Герметика всех необходимых швов и стыков при условии необходимости.
6. Заполняем место между стеной котлована и емкостью для сточных вод. Желательно использование песка.
7. Обустраиваем крышку отстойника бетонной плитой. Если используем емкость из пластика, то к нему прилагается люк – ревизия.

Остается лишь надеяться, что выше описанная информация осветила все спектры отстойников для сточных труб. Но, как вам поступить и какую модель выбрать, следует полагаться на особенности земельного участка, всевозможные особенности материала, используемого для отстойника. Ну, и конечно — наглядный пример и практика.

Советы профессионалов в таких ситуациях нужны и просто необходимы для каждого, кто решил выполнить кропотливую работу самостоятельно.

Отстаивание является самым простым, наименее трудоемким и дешевым методом выделения из сточной воды грубодиспергированных примесей, плотность которых отличается от плотности воды. Под действием силы тяжести загрязнения оседают на дно или всплывают на поверхность.

Классификация и виды отстойных сооружений

Отстойные сооружения, используемые на очистных сооружениях канализации, классифицируются:

По характеру работы: подразделяются на периодического действия (контактные) и непрерывного действия (проточные);

• по технологической роли: делятся на первичные отстойники (для осветления сточной воды), вторичные отстойники (для отстаивания воды, прошедшей биологическую очистку) и третичные отстойники (для доочист- ки), ипоуплотнители, осадкоуплотнители,
• по направлении) движения потока воды: бывают вертикальные, горизонтальные, радиальные (разновидности: с центральным, периферийным и с радиальным подвижным впуском воды) и наклонные тонкослойные (в зависимости от схемы движения воды и осадка бывают прямоточными, проти- воточными и перекрестными),
• по способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ активная флокуляция (достигается путем аэрации, механического перемешивания или реагентной обработкой) и пассивная флокуляция (разновидности: в свободном объеме или в контактной среде);

по способу выгрузки осадка: сооружения со скребковыми механизмами, насосами и гидросмывом.

Первичное осветление сточной воды

Первичные отстойники располагаются в технологической схеме непосредственно после песколовок и предназначены для выделения взвешенных веществ из сточной воды. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания), которая определяется из выражения:

|где С| начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде, Cj - допустимая ¦конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной воде, принимаемая в |соответствии с нормами или технологическими требованиями.

В большинстве случаев эффект осветления составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%. Для станций полной биологической очистки концентрация взвешенных веществ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мг/л во избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.

Закономерности первичного осветления

Основным параметром, который используется при расчете первичных отстойников, является скорость осаждения частиц - гидравлическая крупность.

Скорость одиночного осаждения и частиц шарообразной формы в условиях ламинарного режима (Re < 2) описывается формулой Стокса:

где d - диаметр частицы; р„ - плотность частицы, р„ - плотность воды; ц - динамическая вязкость чистой воды.

где Пс - динамическая вязкость сточной воды; е - объемная доля жидкой фазы

Для не шарообразных частиц в эти формулы подставляют эквивалентный диаметр частиц:

При отстаивании сточных вод наблюдается стесненное осаждение, которое сопровождается столкновением частиц, зрением между ними и изменением скоростей. Скорость стесненного осаждения меньше скорости одиночного осаждения и для шарообразных частиц одинакового размера может быть рассчитана по формуле Стокса с дополнительными параметрами, которые учитывают влияние концентрации взвешенных частиц и реологические свойства системы: где У ч - объем частицы

Однако взвешенные вещества, содержащиеся в городских сточных водах, имеющие преимущественно органическое происхождение, представляют собой полидисперсную агрегативно-неустойчивую систему. Частицы неоднородны, имеют хорошие адгезионные свойства и способность к агломерации при осаждении. Различают агломерацию частиц в условиях перикинетической (или диффузионной) коагуляции и ортокинетической (или гравитационной) флокуляции.

Конструктивные типы первичных отстойников

Горизонтальные отстойники

Применяются на очистных сооружениях канализации производитель!)! 15-100 тыс. м 3 /сут. Представляют собой прямоугольные в плане резерв 1 разделенные продольными перегородками на несколько отделений. Поток в них движется горизонтально (рис. 4.2).

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в разложенные на входе приямки, откуда под гидростатическим давлением вливается в самотечный трубопровод. Всплывающие нефтепродукты и жир вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из коте 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 круг: отстойниками и неудовлетворительная работа механизмов для сгребания, особенно в зимний период.

Вертикальные отстойники

Вертикальные отстойники применяются на очистных сооружениях производительностью 2-20 тыс. м"/сут. Представляют собой круглые в плане резервуары с коническим днищем, в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении. Вертикальные отстойники бывают с центральным впуском воды, с нисходяще-восходящим движением воды, с периферийным впуском воды.

В отстойниках с центральным впуском (рис. 4.3) сточная вода опускается вниз по центральной раструбной трубе, отражается от конусного отражательного щита и

поступает в зону осветления. Происходит флокуляция частиц, причем те из них, гидравлическая крупность которых и () превосходит скорость восходящего вертикального потока v eepn „ выпадают в осадок. Для городских сточных вод скорость восходящего потока составляет 0,5-0,7 мм/с. Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком, всплывающие жировые вещества собираются кольцевым лотком. Эффект осветления в таких отстойниках невысок и составляет не больше 40%.

Более совершенными являются вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим движением воды. - рис. 4.4. Сточная вода поступает в центральную часть отстойника и через зубчатый водослив распределяется по площади зоны осветления, где происходит нисходящее движение потока воды. Основная масса взвешенных веществ успевает выпасть до поступления воды в кольцевую зону, где происходит доосветление воды и сбор ее периферийным лотком. Эффект осветления в таких отстойниках составляет 60- -65%.

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 ".

Диаметр типовых радиальных отстойников составляет 18-50 м. Они используются на очистных станциях производительностью свыше 20 тыс. м 3 /суг. 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.

Устранение такого недостатка возможно в отстойниках с периферийньы 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 кольцу.

В отстойниках с вращающимся водораспределительным и водосборным устройством (рис. 4.7) основная масса воды находится в состоянии покоя. Подача исходной воды и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба, разделенного перегородкой на две части. С внутренней стороны лоток ограничен перегородкой, снизу - щелевым днищем и снаружи распределительной решеткой с вертикальными щелями, снабженной струенаправляющими лопатками.

Вращение желоба происходит под действием реактивной силы вытекающей воды, причем во многих случаях этой силы достаточно не только для вращения собственно лотка, но и скребковой фермы.

Диаметры типовых отстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством составляют 18 и 24 м.

К атегория: Очистка сточных вод

Отстойники для отчистки сточных вод

Отстойники применяют для предварительной очистки сточных вод, если по местным условиям требуется их биологическая очистка, или как самостоятельные сооружения, если по санитарным условиям вполне достаточно выделить из сточных вод только механические примеси.

В зависимости от назначения отстойники подразделяются на первичные, которые устанавливают до сооружений биологической обработки сточных вод, и вторичные, которые устанавливают после этих сооружений.

По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные. К отстойникам условно могут быть отнесены и осветлители, в которых одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

Тип отстойника (вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, двухъярусный и др.) необходимо выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод и обработки их осадка, пропускной способности сооружений, очередности строительства, количества эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т. п.

Рис. 1. Горизонтальный отстойник из сборного железобетона 1 - трубопровод для отвода сырого осадка; 2 и 4- лотки площадью сечения соответственно 800X 900 и 600X900 мм; 3 и 14 - дюкеры для подачи исходной сточной воды; 5 -впускные отверстия; 6 - скребковая тележка; 7 - жиросбор-ный лоток; 8 - ребро водослива; 9 - фронтальная тележка; 10, 11 - жиропро-зоды; 12 - аварийный дюкер; 13 - трубопровод опорожнения; 15 - шиберы 400X600 мм; 16 - дюкер для отвода осветленной воды

Рис. 2. Схема осаждения частиц в горизонтальном отстойнике

Иногда отстойники рассчитывают по нагрузке, т.е. по количеству сточной жидкости, м3, приходящейся на 1 м2 поверхности водного зеркала отстойника в 1 ч. Эту величину назначают по данным эксплуатации аналогичных отстойников, обеспечивающих более или менее удовлетворительный эффект осветления. Обычно нагрузку принимают 1-3 м3/ч на 1 м2 поверхности отстойника.

Кроме размеров проточной части отстойников (И, L, В), в пределах которой осаждаются взвешенные вещества, необходимо также определить объем осадочной части отстойника. Количество выпавшего осадка в первичных отстойниках для бытовых сточных вод составляет 0,8 л/сут на одного человека. Влажность выгружаемого осадка зависит от способов его удаления: при самотечном удалении осадка она принимается равной 95%, а при механизированном - 93%.

Для накапливания выпавшего осадка и периодической его выгрузки в начале отстойника устраивают приямки, объем которых зависит от конструкций отстойников и способов удаления ила. Наиболее распространенный способ - выдавливание осадка под гидростатическим напором воды, равным 1,5 м. В некоторых случаях выпавший осадок удаляют, откачивая его плунжерными насосами. Объем осадочной части отстойников принимается равным двухсуточному объему выпадающего осадка (при механизированном удалении осадка объем осадочной части можно принимать равным 8-часовому объему выпадающего осадка). Чтобы осадок самотеком сползал к приямкам, днищу отстойника придают уклон не менее 0,01. Горизонтальные отстойники проектируют со скребковыми механизмами для сгребания осадка к приямкам.

Вертикальные отстойники представляют собой круглые или квадратные в плане резервуары с конусным или пирамидальным днищем. Вертикальные отстойники обычно предусматривают на станциях пропускной способностью до 50 000 м3/сут, а чаще -до 20 000 м3/сут и при низком уровне грунтовых вод.

Сточная жидкость подводится к низу рабочей части отстойника по центральной трубе (рис. 3). После выхода из трубы сточная жидкость движется снизу вверх к сливным желобам, по которым поступает в отводной лоток. Во время движения сточной жидкости по отстойнику из нее выпадают взвешенные вещества, удельный вес которых больше удельного веса воды.

Проф. С. М. Шифрин на основе результатов многочисленных опытов и теоретических исследований предложил новый метод расчета вертикальных отстойников. Наблюдения за распределением сточной жидкости по отстойнику показали, что жидкость, выйдя из щели между раструбом центральной трубы и отражательным щитом, движется радиально к стенкам отстойника, а затем поднимается вверх вдоль стенок с относительно большими скоростями. Взвешенные вещества выпадают на горизонтальном пути движения жидкости от центра отстойника к периферии за счет растекания струи и уменьшения скорости движения. Чем мельче те частицы, которые должны быть выделены из сточной жидкости, тем больше должен быть радиус отстойника, представляющий собой основную расчетную величину.

Рис. 3. Вертикальный отстойник диаметром 9 м из сборного железобетона 1 - выпуск осадка; 2 - выпуск плавающих веществ; 3 - центральная труба с отражательным щитом; 4 - водосборный желоб; 5 и 6 - отводящий и подводящий лотки

Рис. 4. Зависимость эффекта осветления Э в вертикальных отстойниках от минимальной гидравлической крупности осаждаемых частиц «о и начальной концентрации взвешенных веществ в сточной жидкости С (а) и график для расчета вертикальных отстойников

При расчете отстойников по методу проф. С. М. Шифрина вначале по необходимому эффекту осветления при заданной концентрации взвесей в сточной воде находят по графику (рис. 4, а) гидравлическую крупность и частиц, которые должны быть задержаны в отстойнике. Затем по найденной гидравлической крупности по графику (рис. 4,6) определяют радиус отстойника г в зависимости от средней скорости входа сточной жидкости в отстойник, принимаемой равной 1,2 м/с. Диаметр центральной трубы d рассчитывают по скорости 30 мм/с. Длину трубы и равную ей высоту цилиндрической части отстойника принимают не менее 2,75 м.

Рис. 5. Вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком 1 - приемная камера; 2 - подающий лоток; 3 и 4 - трубопровод и приемная воронка для удаления плавающих веществ; 5 - зубчатый водослив; 6-отражательный козырек; 7 - распределительный лоток; 8 - лоток для сбора осветленной воды; 9 - отводящий трубопровод; 10 - отстойник; 11 - кольцевая полупогружная перегородка; 12 - иловая труба

Рис. 6. Вертикальный отстойник с периферическим впускным устройством 1 - ведоподающая труба (или лоток); 2 - водораспределительный лоток переменного сечения; 3 - етруенаправляющая стенка; 4 - кольцевой водосборный лоток; 5 - трубопровод для отвода осветленной воды; 6 - отражательное кольцо; 7 - труба для выпуска осадка; 8- сборник всплывающих веществ

Рис. 7. Первичные радиальные отстойники 1 - илоскреб; 2 - распределительная чаша; 3 и 7 - подводящий и отводящий трубопроводы; 4 - трубопровод сырого осадка; 5 - жиросборник; 6 - насосная станция

Объем осадочной камеры вертикальных отстойников определяют так же, как и для горизонтальных отстойников. Осадок удаляется самотеком (под гидростатическим напором столба воды) через иловую трубу, опущенную до основания отстойника. Нижнюю часть осадочной камеры делают конической или пирамидальной с углом наклона стенок к горизонту 50° для создания благоприятных условий сползания выпавшего осадка.

Осветленная вода отводится по сливному лотку (желобу), расположенному по периметру отстойника. На расстоянии 0,3-0,5 м от желоба устанавливают обычно полупогружную доску, которая задерживает всплывающие вещества. Для отстойников диаметром 6 м и более сборные желоба устраивают не только по периферии, но и радиально, что улучшает условия распределения воды в отстойнике и повышает эффект его работы.

Вертикальные отстойники делают из железобетона. Эффект осветления жидкости в таких отстойниках практически не превышает 40%.

Представляет интерес конструкция вертикального отстойника с нисходяще-восходящим потоком сточной воды (рис. 5). Вместо центральной трубы в этом отстойнике имеется полупогружная перегородка большого диаметра. Впуск воды производится через зубчатый водослив. Отражательный козырек изменяет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. Затем поток поднимается вверх, вода переливается в сборный лоток и отводится трубой. Такая конструкция отстойника обеспечивает эффективность задержания взвешенных веществ 60-70%. Отношение нисходящей и восходящей площадей потока принимается равным 1:1. Высота полупогружной перегородки составляет 2/3 высоты проточной части отстойника.

В вертикальном отстойнике с периферическим впускным устройством конструкции ВНИИ ВОДГЕО (рис. 6) сточная вода подается в распределительный периферийный лоток, а из него в кольцевую зону между стенкой отстойника и струенаправляющей стенкой. Внизу кольцевой зоны располагается отражательное кольцо. Осветленная вода собирается кольцевым водосборным лотком с зубчатыми водосливами. Скорость движения воды в водораспределительном лотке 0,4-0,5 мм/с. Удельная нагрузка на зубчатый водослив 6 л/(с-м).

Радиальные отстойники. Разновидностью горизонтального отстойника является радиальный отстойник (рис. 7), представляющий собой круглый неглубокий резервуар, вода в котором движется от центра к периферии. Радиальные отстойники устраивают с выпуском воды снизу или сверху; и в том, и в другом случае вода поступает в отстойник по центральной трубе, а осветленная вода сливается в круговой желоб, откуда она отводится по трубам или лоткам. Выпавший на дно осадок сгребается к центру скребками, укрепленными на подвижной ферме, и поступает в приямок, из которого под давлением столба воды высотой 1,5 м удаляется по трубам или отсасывается плунжерными насосами.

Радиальные отстойники применяют главным образом на крупных станциях очистки сточных вод. В частности, такие отстойники сооружены на Люберецкой и Курьяновской очистных станциях в Москве. Диаметр отстойников может быть различным (от 18 до 54 м). Эти отстойники можно рассчитывать по нагрузке, принимая равной 1,5-3,5 м3 на 1 м2 поверхности в 1 ч. Продолжительность отстаивания в зависимости от способа последующей биологической очистки колеблется от 0,5 до 1,5 ч. Влажность выгружаемого осадка равна 95% при самотечном удалении и 93 % при удалении насосами. Обычно радиальные отстойники компонуются в блоки из четырех отстойников.

Проектируют и строят также радиальные отстойники с периферийной подачей сточных вод (рис. 8). Водораспределительный желоб, расположенный на периферии отстойника, имеет постоянную ширину и переменную глубину, так как в дне желоба впускные отверстия разного диаметра размещены на разном расстоянии друг от друга и тем самым обеспечивают постоянную поступательную скорость движения воды в желобе, поэтому осадок в желобе не выпадает. Поток жидкости направляется в нижнюю зону отстойника, а затем в центральную зону и вверх к водоотводящему кольцевому желобу. Такое движение потока создает благоприятные условия для выпадения взвешенных веществ. Осадок собирается коллектором и отводится за пределы отстойника по трубе.

Для сбора и удаления всплывших грубодисперсных примесей предусматривают два бункера, один из которых устанавливают в центральной части отстойника, а второй - в кольцевой зоне. Осветленная вода отводится из центрального кольцевого лотка с двусторонним из-ливом или через щелевые отверстия в центробежной трубе.

Отстойники с периферийным впуском воды и при одинаковой продолжительности отстаивания обеспечивают в 1,2-1,3 раза больший эффект очистки, чем обычные радиальные отстойники; при одинаковом эффекте очистки их пропускная способность увеличивается в 1,3- 1,6 раза в зависимости от концентрации исходной воды. МосводоканалНИИпроектом разработаны проекты первичных отстойников с периферийным впуском воды диаметром 24 и 30 м.

Рис. 8. Радиальный отстойник с периферийным выпуском диаметром 18 м 1 - подводящий канал; 2 - трубопровод для отвода плавающих веществ; 3 - отводящий трубопровод; 4- затвор с подвижным водосливом для выпуска плавающих веществ; 5 - струенаправляющие трубки; 6 - распределительный лоток; 7- полупогружная доска для задержания плавающих веществ; 8 - иловая труба

Рис. 9. Отстойник с вращающимся сборно-распределительным устройством 1 - подводящий трубопровод; 2 - воздушные затворы; 3 - центральная чаша; 4 - сборно-распределительное устройство; 5 - периферийный привод; 6 - скребки; 7 - отводящий трубопровод осветленной воды; 8 - илопровод; 9 - затопленный лоток; 10 - вертикально подвешенные лопатки; -водослив; 12 - полупогружная доска; 13 - щелевое днище; 14 - криволинейная перегородка; 15 - камера жиросборника; 16 - направление впуска сточной воды; 17 - направление движения сборно-распределительного устройства

Оригинальна конструкция радиального отстойника с вращающимися водораспределительным и водосборным устройствами, предложенная проф. И. В. Скирдовым (рис. 9). Конструкция отстойника такова, что основная масса воды в нем находится в потоке и поэтому обеспечивается быстрое осаждение взвешенных веществ. Распределение и сбор осветленной воды производится с помощью вращающегося желоба, разделенного продольной перегородкой. Распределительный лоток имеет струенаправляющие лопатки и щелевое днище, через щели которого падают тяжелые частицы.

Стенки и днище водосборного лотка с затопленным водосливом водонепроницаемые. Вода из лотка отводится с помощью сифона в отводной желоб. В водосборном лотке у днища находится направляющий козырек. Пропускная способность отстойника такой конструкции в 1,5 раза больше, чем типового радиального отстойника при одинаковом эффекте осветления. Глубина зоны отстаивания 0,8-1,2 м, высота нейтрального слоя 0,7 м.

Союзводоканалпроектом разработаны проекты отстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством диаметром 18 и 24 м.

Тонкослойные отстойники имеют водораспределительную, отстойную и водосборную зоны, а также осадочную зону. Отстойная зона разделена полками (или трубами) и отстаивание происходит в пространстве между полками высотой до 15 см. Известен ряд конструкций тонкослойных отстойников.

В тонкослойном отстойнике возможны следующие схемы движения воды и выпавшего осадка:
1) перекрестная - когда осадок движется перпендикулярно направлению движения потока;
2) противоточная - когда осадок удаляется в направлении, противоположном движению потока;
3) прямоточная - когда направления движения потока и осадка совпадают.

Наиболее эффективны тонкослойные отстойники с противоточной схемой движения фаз - воды и осадка. Осадок сползает в иловый приямок, из которого периодически удаляется. Всплывшие вещества собираются в пазухе между секциями и удаляются лотком. Тонкослойные отстойники обычно применяют для осветления сточных вод, содержащих взвешенные вещества однородного состава в относительно небольших концентрациях. Иногда их используют в качестве второй ступени механической очистки.

Рис. 10. Тонкослойный трубчатый отстойник 1 - подающие распределительные трубопроводы; 2- распределительная щель; 3 - пластмассовые трубчатые блоки; 4 - водосборная щель; 5 - лотки для сбора осветленной воды; 6 - пазухи для сбора всплывающих веществ; 7-поворотные трубы для отвода плавающих веществ; 8 - емкость; 9 - приямки для сбора и уплотнения осадков; 10 - трубопроводы для выпуска осадка

Рис. 11. Зависимость показателя степени пi от исходной концентрации механических загрязнений в городских сточных водах при различном эффекте отстаивания

По конструкции тонкослойные отстойники бывают вертикальные, горизонтальные и радиальные. Они имеют водораспределительную и водосборную зоны и зону полочных или трубчатых элементов. Скорость движения потока в полочных элементах 5-10 мм/с, а в трубчатых- до 20 мм/с. Высота тонкослойного пространства 1-2 м. Тонкослойные блоки, выполненные из пластмассы, стали или алюминия, имеют наклон 45-60°.

В тонкослойном трубчатом отстойнике противоточно-го типа (рис. 10) сточная вода по распределительным трубопроводам подается в клинообразные щели. Затем вода осветляется в трубчатых блоках и собирается водосборными щелями. Выпавший осадок сползает в иловые приямки, откуда удаляется под действием гидростатического напора. Плавающие вещества удаляются с помощью поворотных труб.

- Отстойники для отчистки сточных вод

Система очистки сточных вод состоит из множества элементов. Один из них – отстойник - принимает участие в предварительной очистке сточных вод канализации.

В отдельных случаях, когда из воды достаточно удалить механические нерастворимые включения, отстойник могут использовать как отдельную систему очистки стоков.

Сбрасывать канализационные стоки, не прошедшие очистку, категорически не рекомендуется. К примеру, это крайне негативно отражается на здоровье людей. Именно поэтому монтаж очистных сооружений нужно производить как на предприятиях, так и на частных территориях.

Лучше всего заниматься проектированием очистных сооружений на этапе планирования или постройки здания, но установка систем очистки будет возможна и тогда, когда строение уже готово. Наиболее простым вариантом автономной установки считается отстойник. Он используется для приемки и первичной обработки стоков.

Какую роль играют отстойники в системе очистки сточных вод?

Комплексная очистка вод на участке – многоуровневая работа, которая проводится последовательно.

1. Начальный этап очистки – это отстаивание или механическая очистка.
2. Далее воды проходят биоочистку.
3. Затем к стокам применяются физико-химические способы обработки.
4. УФ-дезинфекция сточных вод

Главная задача отстойника – избавление от нерастворенных примесей. Такая очистка производится методом отстаивания. Насколько велико будет количество примесей, которые останутся на дне отстойника – зависит от следующих факторов:

• Размер включения (наиболее крупные частицы осядут в первую очередь);
• Уровень загрязнения сточных вод ;
• Удельный вес частиц и другие их свойства;
• Время, в течение которого сточные воды находятся в отстойнике.

Направление движение жидкости в отстойниках

Отстойники различаются в зависимости от вектора перемещения в них сточных вод. Из этого следует, что они делятся на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Отстойники играют очень важную роль в первичном этапе очистки сточных вод канализации. Свое назначение они выполняют методом механического отстаивания, в ходе которого из стоков удаляются нерастворенные включения.

В практике водоподготовки для предварительного осветления воды перед поступлением ее на скорые фильтры применяют горизонтальные (рис. 6.1), вертикальные (рис. 6.2), радиальные (рис. 8.5) и тонкослойные (рис. 8.6) отстойники. Название отстойников дано в соответствии с направлением и характером движения воды в них. По высоте в отстойниках различают зоны: осаждения, накопления и уплотнения осадка. Содержание взвешенных веществ в осветленной воде после отстойников не должно превышать 8-15 мг/л. Горизонтальный отстойник - прямоугольный, вытянутый в направлении движения воды железобетонный резервуар, в котором осветляемая вода движется в направлении, близком к горизонтальному вдоль отстойника.. Различают одно-, двух- и трехэтажные горизонтальные отстойники. Отстойники, используемые для предварительного осветления воды, могут быть устроены в земле креплением или без крепления откосов. Горизонтальные отстойники в отечественной практике рекомендуется применять при мутности до 1500 мг и цветности 120 град обрабатываемой воды и при производительности водоочистного комплекса не менее 30 тыс. м3/сут. Вертикальный отстойник - круглый в плане и в очень редких случаях квадратный железобетонный (реже стальной) резервуар значительной глубины, в котором обрабатываемая вода движется вертикально - снизу вверх. В отечественной практике вертикальные отстойники рекомендуется использовать при мутности и цветности обрабатываемой воды до 1500 мг/л и до 120 град и при производительности водоочистного комплекса до 5000 м3/сут. Радиальный отстойник (рис. 8.5) - круглый в плане железобетонный резервуар, высота которого невелика по сравнению с его диаметром. Вода в отстойнике движется от центра к периферии в радиальном направлении, близком к горизонтальному. СНиП рекомендует использовать радиальные отстойники при обработке высокомутных вод и в системах оборотного водоснабжения.

Рис. 8,5. Схема радиального отстойника с рециркуляцией осадка (а) тонкослойными модулями (б)

1, 11 - подача и отвод воды; 2 - сопло; 3 - грязевой приямок; 4 - рециркулятор; 5 - скребки; 6 - вращающаяся ферма; 7 - служебный мостик; о - водосливные окна; 9 - зона осветления воды; 10 - кольцевой водосборный лоток; 12 - тонкослойные блоки; 13 - отвод осадка; 14 - крепления блоков

Отстойники с малой глубиной осаждения (рис. 8.6). Среди методов интенсификации процесса осаждения примесей воды одним из наиболее перспективных является отстаивание в тонком слое. Сущность его заключается в ламинаризации потока воды (Re = 60 ... 80), при которой исключается влияние взвешивающей составляющей. В России и за рубежом разработаны различные конструкции тонкослойных отстойников с использованием пластмасс, стеклопластиков и других материалов, обеспечивающих легкое сползание и удаление осадка с поверхности.

Горизонтальные отстойники

Горизонтальные отстойники с рассредоточенным по площади сбором осветленной воды (см. рис. 6.1, 6.4, 6.5) в условиях нашей страны с продолжительными периодами устойчивых минусовых температур устраивают в здании или с покрытиями и обсыпают землей с боков и сверху. В перекрытии отстойников предусматривают люки для спуска в сооружение, отверстия для отбора проб, располагаемые на расстоянии до 10 м друг от друга и вентиляционные трубы. Обычно со стороны входа воды отстойники совмещают с камерами хлопьеобразования зашламленного или вихревого типа (см. рис. 6.1). В южных районах с теплым климатом отстойники устраивают открытыми.

Для равномерности распределения воды в поперечном сечении отстойника его объем делят в продольном направлении перегородками на самостоятельно действующие секции шириной 3 ... 6 м (в зависимости от шага колонн, поддерживающих перекрытие). При количестве секций менее шести необходимо предусматривать одну резервную. Дно отстойника должно иметь продольный уклон не менее 0,005 в направлении, обратном движению воды, а в поперечном направлении оно может быть плоским или призматическим с углом наклона граней 45°. Для удаления осадка без отключения отстойника из работы по предложению И. М. Миркиса предусматривают гидравлические системы в виде перфорированных труб, которые обеспечивают его удаление в течение 20 ... 30 мин. При открытой задвижке на сбросе осадок под действием гидростатического давления поступает в систему и в виде пульпы удаляется из отстойника.

Другим способом удаления осадка является выпуск его через специальную дренажную систему, укладываемую по дну отстойника (см. рис. 6.1). Опыт эксплуатации показал, что при ширине секции отстойника не более 3 м осадок из нее может удаляться одной дырчатой трубой, прокладываемой по ее продольной оси (при большей ширине секции нужны две параллельные дырчатые трубы). Поэтому расстояние между осями труб назначают не более 3 м - при призматическом днище, и 2 м - при плоском. В трубах для удаления осадка принимают отверстия диаметром не менее 25 мм, располагаемые с шагом 0,3 ... 0,5 м в шахматном порядке вниз под углом 45° к оси трубы. Отношение суммарной площади отверстий к площади сечения трубы должно быть равным 0,5 ... 0,7. В верхней части начала сбросной трубы предусматривают отверстие диаметром не менее 15 мм для удаления воздуха. Скорость движения пульпы в конце трубы принимают не менее 1 м/с, а в ее отверстиях - 1,5 ... 2 м/с. Потеря воды с осадком в среднем не превышает 0,8% от производительности отстойника, в то время как при выключениях отстойника из работы на очистку от осадка средняя потеря воды превышает 4%.

Из открытых горизонтальных отстойников осадок можно- удалять специальными плавучими землесосными снарядами, серийно выпускаемыми нашей промышленностью. При движении такого снаряда по коридору отстойника напорный шланг снаряда попеременно присоединяется к патрубкам трубчатой системы, по которой осадок под напором, развиваемым насосом землесосного снаряда, перекачивается за пределы очистной станции.

В.А. Михайловым и В.А. Лысовым при осветлении мутных и высокомутных вод была предложена и внедрена напорная гидравлическая система смыва осадка с периодическим отключением подачи воды в отстойник (рис. 8.7). Она состоит из телескопических дырчатых труб с насадками, насосной установки, резервуара промывной воды и емкости для сбораи предварительного уплотнения осадка перед передачей его на сооружения обезвоживания.

В качестве механизированных средств удаления осадка без отключения отстойника можно применять скребковые транспортеры, которые сгребают осадок в приямок, откуда этот осадок откачивается эжектором или насосом.

Децентрализованный сбор осветленной воды, способствующий увеличению коэффициента объемного использования сооружения, осуществляют системой горизонтально расположенных желобов с затопленными отверстиями или треугольными водосливами, либо перфорированных труб, расположенными на участке 2/3 длины отстойника, считая от задней торцовой стенки.

Расстояние в осях между водосборными трубами или желобами назначают до 3 м. При оборудовании отстойника тонкослойными модулями подобную систему сбора воды устраивают на всю его длину. Кромку водосборного желоба с затопленными отверстиями располагают на 0,1 м выше максимального уровня воды в отстойнике, а заглубление водосборных труб определяют расчетом по методике А. И. Егорова. Отверстия водосборных устройств диаметром не менее 25 мм размещают на 5 ... 8 см выше дна желоба, а в трубах - горизонтально по оси с двух сторон. Скорость входа воды в отверстия принимают 1 м/с, а скорость движения воды в конце водосборных труб и желобов 0,6 ... 0,8 м/с. Излив воды из водосборных устройств отстойника в торцовый карман (канал) должен происходить без его подтопления.

Высоту отстойников следует определять как сумму высот зоны осаждения и зоны накопления осадка с учетом превышения строительной высоты над расчетным уровнем воды не менее 0,3 м.

Основой расчета горизонтальных отстойников является определение такой длины зоны осаждения отстойника, которая при принятой средней скорости движения воды в отстойнике обеспечит требуемый эффект ее осветления, т. е. задержание заданного процента взвеси. При этом, по В. Т. Турчиновичу, исходят из упрощенного представления, согласно которому частицы взвеси в отстойнике осаждаются также, как в неподвижном объеме воды, с той лишь разницей, что этот объем перемещается в горизонтальном направлении со скоростью движения воды в отстойнике.

Расчет отстойников следует производить на два случая: при минимальной мутности и при минимальном зимнем расходе обрабатываемой воды, а также при наибольшей мутности при наибольшем расходе воды, соответствующем этому периоду.

6При длине отстойника Lи скорости горизонтального движения потока в нем vтеоретическая продолжительность пребывания воды в отстойнике будет

Это время, определяемое из соотношения, должно быть равно продолжительности осаждения, необходимой для получения заданного эффекта осветления воды. Как уже отмечалось выше, при расчете отстойников пользуются обычно фиктивной скоростью осаждения (или так называемой «процентной скоростью осаждения»), которая определяется по формуле

.Подставляя в эту формулу значения Тр, получим