Сооружения для механической очистки сточных вод

Для механической очистки стоков применяют решетки, сита, песколовки, отстойники, фильтры различных типов [ 2 ].

Решетки и сита -применяются при процеживании сточных вод для задержания крупных загрязнений (тряпки, бумага, волокна, остатки овощей и фруктов и т.п.).

Решетки, как правило, устанавливаются в приемных резервуарах насосных станций или на очистных сооружениях. По конструкции решетки бывают неподвижными, подвижными и совмещенными с дробилками (решетки-дробилки). На рис. 16 показана неподвижная решетка, представляющая собой металлическую раму 1, на которой параллельно друг другу закреплены стержни прямоугольного или круглого сечения 2.

 

Рис. 16. Схема неподвижной решетки:

1 – металлическая рама; 2 – стержни прямоугольного или круглого сечения.

 

Решетки устанавливают в канале под углом 60…70^о к направлению потока сточной жидкости. При движении стоков через решетки крупные загрязнения задерживаются. Во избежание продавливания крупных примесей через прозоры решеток скорости движения воды в них принимаются не более 0,8…1 м/с.

В зависимости от способа удаления задержанных отбросов решетки бывают с ручной и механизированной очисткой. Механизированную очистку решеток применяют при количестве задерживаемых отбросов более 0,1 м³/сут и производят при помощи грабель, приводимых в движение электродвигателем. Задерживаемые отбросы подаются в молотковую дробилку для измельчения и затем сбрасываются в поток воды перед решеткой.

Ситабывают дисковыми, ленточными, барабанными и предназначены главным образом для улавливания волокон.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных загрязнений в основном песка. Песколовки устраивают на очистных сооружениях производительностью более 100 м³/сут. Перед отстойниками.

Конструктивно песколовки представляют собой железобетонные резервуары, в которых медленно протекает сточная жидкость, при этом минеральные примеси под действием силы тяжести оседают на дно сооружения, откуда удаляются на песковые площадки или песковые бункерыдля обезвоживания. В зависимости от направления движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные с прямолинейным или круговым движением воды, вертикальные – тангенциальные и аэрируемые.

Наибольшее распространение получили горизонтальные песколовки, которые при хорошей работе обеспечивают задержание 65…75% минеральных примесей (рис. 17).

 

 

 

Рис. 17. Схема горизонтальной песколовки с прямолинейным движением сточных вод:

1 – колодец; 2 – задвижка; 3 – осадок; 4 - слой гравия; 5 – дренажная труба; 6 – шиберы.

 

Горизонтальные песколовки с прямоточным движением воды состоят из двух частей: проточной, где движется сточная вода и осадочной для сбора и хранения песка до его удаления. Обычно песколовки имеют две секции, что позволяет регулировать скорость потока сточных вод. В днище каждой секции песколовки укладывают бетонную или керамическую дренажную трубу 5, над которой располагают слой гравия 4 толщиной 20…30 см. Выключение одной секции и включение другой осуществляется при помощи шиберов 6, установленных в подводящем и отводящем лотках. После выключения секции из работы из нее удаляют воду, для чего открывают задвижку на дренажной трубе. Через сутки осадок подсыхает и его удаляют гидроэлеватором или песковым насосом на песковые площадки.

Отстойникипредназначены для выделения из сточных вод оседающих и всплывающих нераствореннных примесей. По назначению отстойники бывают первичными и вторичными.

Первичные отстойники устраивают перед сооружениями биологической очистки, вторчные отстойники - после них (после биофильтров и аэротенков).В зависимости от направления движения сточных вод различают горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники.

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные резервуары, состоящие из нескольких отделений. Соотношение длины L и ширины B горизонтального отстойника принимают 4…6.

 

На рис. 18 представлена схема горизонтального отстойника с механизированным удалением осадка.

 

 

 

Рис. 18. Схема горизонтального отстойника с механизированным удалением осадка:

1 - лоток с водосливом; 2 – отстойная камера; 3 – скребковый механизм; 4 – тележка; 5 - сборный лоток; 6 - приямок для осевшего осадка; 7 - желоб для всплывших веществ.

 

Сточная жидкость поступает в торцевую часть, равномерно распределяется по ширине при помощи поперечного лотка с водосливом 1 и движется горизонтально вдоль отстойника. Осветленная сточная вода поступает в сборный лоток 5, расположенный на противоположном конце отстойника. Около обоих лотков располагаются полупогруженные перегородки, передняя из которых служит для распределения поступающей жидкости по глубине отстойника, а задняя – для удержания всплывших веществ. Для сгребания осадка в приямок используют скребковый механизм 3. Осадок удаляют из отстойника не реже чем один раз в 2 суток путем его выдавливания под гидростатическим напором воды, равным 1,5 м.

Вертикальныеотстойники представляют собой круглые (реже квадратные) в плане резервуары диаметром до 10 м с коническим днищем (рис. 19).

Сточная вода поступает в центральную трубу 6 с раструбом в нижней части 7. Под центральной трубой располагается отражательный щит 8, изменяющий направление движения воды с вертикального нисходящего на горизонтальное, а затем на вертикальное восходящее, при котором происходит осаждение нерастворенных веществ в отстойной части. Осветленная вода переливается через круговой водослив в сборный лоток 4 и отводится из отстойника по трубопроводу 3. Выпавшая взвесь, накапливающаяся в отстойной части и удаляется раз в 1…2 суток по иловой трубе под гидростатическим напором 1,5 м. Всплывшие вещества (корка) удерживаются кольцевой полупогружной перегородкой 2 и через специальный лоток и трубу 11 удаляются в иловый колодец.

Радиальныеотстойники представляют собой круглые в плане железобетонные резервуары диаметром от 15 до 60 м и глубиной до 4 м.

Рис. 19. Схема вертикального отстойника:

1 - входной лоток; 2 – полупогружные доски; 3 – труба отвода осветленной воды; 4 – круговой водосборный лоток; 5 – лоток для сбора плавающих веществ; 6 – центральная труба; 7 – раструб центральной трубы; 8 – отражательный щит; 9 – иловая часть отстойника; 10 – отстойная часть; 11 – труба для удаления плавающих веществ.

 

Выбор типа отстойниковследует производить исходя из конкретных местных условий их применения и технико-экономических показателей работы.

С точки зрения эффективности осветления воды наилучшими являются горизонтальные отстойники, более низкий эффект осветления сточных вод в вертикальных отстойниках.

Достоинством горизонтальных и радиальных отстойников является сравнительно небольшая глубина до 4 м. Преимуществом радиальных отстойников перед горизонтальными является круглая в плане форма, позволяющая принимать минимальную толщину стенок и меньшее количество отстойников, что значительно сокращает их строительную стоимость.

Основное достоинство вертикальных отстойников – простота устройства и эксплуатации, а недостаток – значительная глубина до 9 м.

Горизонтальные отстойники применяют на очистных станциях производительностью не менее 15 тыс. м³/сут, радиальные отстойники - на станциях производительностью более 20 тыс. м³/сут, вертикальные – при расходах до 30 тыс. м³/сут.

Тип отстойника окончательно выбирают на основе результатов технико-экономического сравнения различных вариантов.

Предварительная аэрация и биокоагуляция. Эффект осветления сточных вод в первичных отстойниках колеблется в пределах 30…60 %, что в ряде случаев недостаточно. Для повышения эффективности отстаивания широко применяется предварительная аэрация воды, сущность которой заключается в том, что перед подачей стоков в отстойники их предварительно в течение 10…20 мин продувают воздухом в количестве 0,5 м³ на 1 м³ сточных вод, при этом иногда к воде добавляют активный ил.

Предварительную аэрацию осуществляют в специальных сооружениях – преаэраторах, устраиваемых перед первичными отстойниками, либо в лотках, подводящих к ним сточную воду. Эффективность осветления стоков в отстойниках после преаэраторов увеличивается до 65%, при этом одновременно снижается БПК₂₀ стоков на 15%.

Преаэрацию также осуществляют в биокоагуляторах и осветлителях с естественной аэрацией.

Биокоагуляторпредставляет собой вертикальный отстойник, в центре которого устроена камера биокоагуляции. За время нахождения сточной воды в камере биокоагуляции в течение 20 мин завершается процесс коагуляции (укрупнения) взвеси, что обеспечивает эффективность последующего осветления до 75% и снижение БПК₂₀ стоков на 35%.

Осветлитель с естественной аэрацией представляет собой вертикальный отстойник, в центре которого устроена камера флокуляции, где в результате аэрации сточной жидкости происходит укрупнение частиц взвеси. Сточная вода находится в камере флокуляции 20 мин, за это время происходит коагуляция взвеси. Эффект осветления в сооружении составляет 70%, а БПК₂₀ снижается на 15%.