Схема механической очистки сточных вод
Общая схема биологической очистки сточных вод показана на рис. 1, 2. Механическую очистку сточных вод можно выполнять двумя способами.
Первый способ состоит в процеживании воды сквозь решетки и сита, в результате чего отделяются твердые частицы. Второй способ заключается в отстаивании воды в специальных отстойниках, в результате чего минеральные частицы оседают на дно.
Сточные воды из канализационной сети сначала поступают на решетки или сита, где они процеживаются, а крупные составляющие — тряпки, кухонные отходы, бумага и т.п. — удерживаются. Задержанные решетками и сетками крупные составляющие вывозят для обеззараживания.
Процеженная сточная вода поступает в песколовки, где задерживаются примеси в основном минерального происхождения (песок, шлак, уголь, зола и т.п.).
Рис. 1. Схема очистки сточных вод на биофильтрах:
1 — решетка;
2 — песколовка;
3 — трубопровод для удаления песка;
4 — первичный отстойник;
5 — вывод ила;
6 — биофильтр;
7 — реактивный ороситель;
8 — пункт хлорирования;
9 — вторичный отстойник;
10 — выпуск
Песколовки защищают отстойники от загрязнения минеральными примесями. Конструкция песколовок может быть различной и зависит от количества поступающих стоков. После песколовок воды поступают в первичные отстойники, где осуществляется осаждение нерастворимых взвешенных частиц как органического, так и минерального происхождения. Песколовки бывают горизонтальные, вертикальные и щелевые.
Горизонтальные и вертикальные песколовки применяют на очистных сооружениях, щелевые — на каналах. Горизонтальные и вертикальные песколовки устраивают, если объем хозяйственно-фекальных вод превышает 300 м3/сут. Песколовки проектируют двухсекционными, чтобы во время ремонта и очистки от песка работала хотя бы одна секция, даже с временной перегрузкой.
В горизонтальной песколовке процесс осаждения песка и других частиц минерального происхождения осуществляется при горизонтальном движении жидкости со скоростью 0,1 м/сек. В вертикальных песколовках осаждение осуществляется в период подъема жидкости снизу вверх со скоростью 0,05 м/сек. Выбор того или иного типа песколовки зависит от общей высотной компоновки сооружения.
Рис. 2. Схема биологической очистки сточных вод на аэротенках:
1 — решетка;
2 — песколовка;
3 — вывод ила;
4 — компрессорная;
5 — удаление излишнего ила;
6 — первичный отстойник;
7 — вывод ила;
8 — вовдухопровод;
9 — аэротенки;
10 — распределительная чаша;
11 — иловая насосная станция;
12 — вторичный отстойник;
13 — контактный резервуар;
14 — хлораторная;
15 — выпуск
Отстойники — основной и наиболее распространенный тип очистных сооружений. В них оседают нерастворенные взвешенные частицы как органического, так и минерального происхождения. Отстойники бывают с горизонтальным движением воды — горизонтальные и с вертикальным движением воды — вертикальные.
Кроме этого бывают радиальные отстойники, в которых вода движется в радиальном направлении. Расчет отстойников для хозяйственно-фекальных вод выполняется с наибольшим приплывом сточных вод.
Отстойники могут быть первичными и вторичными. Первичные отстойники устанавливают перед сооружениями биологической очистки, а вторичные — устанавливают для вторичного просветления воды после сооружений биологической очистки. После биофильтров вторичные отстойники одновременно являются и контактными. Если местные условия позволяют выпускать сточные воды после первых отстойников в водоемы, то в схеме механической очистки должно предусматриваться обеззараживание (хлорирование) в контактном резервуаре.
Осадок, полученный в первичных отстойниках, перегнивает, а затем его высушивают на специально отведенных площадках и используют в качестве сельскохозяйственного удобрения. Вертикальные отстойники могут быть прямоугольными или круглыми в плане.
Чаще всего используются круглые отстойники, которые представляют собой резервуары со срезанным коническим днищем. В центре отстойника устанавливается труба, по которой сточные воды поступают к нижней части отстойника. По периферии отстойника устраивают сборные желоба. Осаждение суспензии в отстойнике осуществляется тогда, когда сточная вода отбивается от зонта и центральной трубы и со скоростью 0,7 мм/сек поднимается вверх. Образовавшийся в отстойнике осадок удаляется иловой трубой под действием столба воды.
Горизонтальные отстойники представляют собой резервуары, длина которых в 4-5 раз больше их ширины. Устраивают их преимущественно из железобетона, кирпича, камня и других водостойких материалов. Резервуары имеют наклон в сторону приямка, который устраивают вначале отстойника (за потоком воды). Такая конструкция обеспечивает наиболее интенсивное осаждение суспензии.
Для равномерного распределения потока сточных вод по ширине отстойника вначале и в конце его устраивают желоба. Для распределения жидкости по всей глубине отстойника в начале на некоторую глубину устанавливается отбойная доска. Чтобы предотвратить вынос на поверхность жидкости веществ, которые всплывают, в конце отстойника устанавливают плавающую доску.
В больших отстойниках для удаления осадка устанавливают механические скребки, с помощью которых осадок подается в приямок, а оттуда удаляется иловой трубой. Радиальные отстойники являются разновидностью горизонтальных. В плане они представляют собой круглые железобетонные резервуары, в которых жидкость движется в горизонтально-радиальном направлении от центра к периферии.
Вода поступает в центральную распределительную трубу, а собирается периферийным лотком. В отстойниках данного типа хорошо объединяется смена рабочего сечения с динамикой осаждения суспензии. Поперечное сечение отстойника от центральной трубы к периферийному лотку постепенно увеличивается.
Обычный эффект осветления сточных вод в первичных отстойниках не более 60%, а вынос взвешенных частиц превышает 100-150 мг/л, что создает неблагоприятные условия для дальнейшей биологической очистки сточных вод. Для большей эффективности осветления сточных вод применяют взвешенные фильтры (аналогично с осветлением питьевой воды). В осветлителях со взвешенным фильтром осуществляется взаимная коагуляция взвешенных частиц или флокуляция.
Так как загрязненные сточные воды являются дисперсной системой, в которой крупные частицы в совокупности с мелкими ускоряют коагуляцию, задача состоит в том, чтобы создать оптимальные условия для коагуляции сточных вод. Для этого выполняют предварительную аэрацию сточных вод в аэраторах или в биокоагуляторах.
Аэраторы и биокоагуляторы — это сооружения, в которых осуществляются процессы безреагентной коагуляции и флокуляции примесей с чрезмерным илом при продувке воды сжатым воздухом.
Аэраторы представляют собой прямоугольные резервуары с перегородками для удлинения путей движения сточной воды. Аэраторы служат для повышения степени осветления сточных вод в отстойниках, для устранения из сточной воды жидкого жира и подготовки к биологической очистке стоков.
Аэрация представляет собой продувание сточной воды воздухом на протяжении 10-30 мин при наличии активного ила со вторичных отстойников. Воздух подается снизу через отверстия в трубах или через фильтры.
Биокоагулятор представляет собой вертикальный или горизонтальный отстойник с кольцевой отстойной зоной и центральной камерой биокоагуляции, в которой осуществляется перемешивание и контакт излишнего активного ила со сточными водами. Чтобы снизить расход воздуха, в центральной камере биокоагуляции, в углах, предусматривают четыре треугольные короба, а на глубине 2,5-3,0 м устанавливают горизонтальные короба с фильтрующими пластинами.
Смесь воды с излишками активного ила подают подводящим лотком в центральную трубу. Сточную воду вводят в биокоагулятор ниже фильтрующих пластин, чтобы избежать засорения их крупными примесями. Концентрация подаваемого активного ила составляет приблизительно 7 г/л, а его количество должно составлять приблизительно 1% от расхода сточных вод.
К фильтрующим пластинам подводят сжатый воздух. При помощи сжатого воздуха перемешивают активный ил со сточными водами и поддерживают ил во взвешенном состоянии. Интенсивность аэрации сохраняют в пределах 1,8-2,0 м2/час.
Жидкость, барбатированная воздухом, приобретает циркуляционное направление движения по четырем циркуляционным коробам, установленным в углах камеры биокоагуляции. Короба короче стенок, которые отгораживают камеру биокоагуляции. В кольцевой отстойной зоне биокоагулятора, между центральной камерой и наружными стенами, создается взвешенный слой активного ила, уровень которого зависит от расхода сточных вод.
Взвешенный слой благоприятствует коагуляции загрязнений, позволяет выровнять скорость подъема воды в отстойной зоне и ликвидировать обычную для вертикальных отстойников направленность вертикального потока жидкости. Профильтрованная сквозь взвешенный слой вода переливается через периферийный водослив в сборный лоток. Перед периферийным лотком устанавливают доску, которая препятствует выносу плавающих частиц. Уплотненный ил удаляется иловой трубой под гидростатическим давлением после открытия задвижки.
Источник
Схема очистки пруда отстойника
2.3. Сооружения и аппараты для осаждения примесей из сточных вод
Отстойники для сточных вод
Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод. Отстойники применяются для задерживания нерастворенных загрязнений.
По назначению отстойники бывают:
— первичные (устраиваемые перед сооружениями биологической или физико-химической очистки);
— вторичные (устраиваемые после сооружений для биологической очистки для отделения очищенной воды от активного ила).
По характеру движения воды (по конструктивным признакам) отстойники делятся на три вида:
Разновидностью отстойников являются также:
В них происходит осветление сточной жидкости и одновременно перегнивание выпавшего осадка.
Первичные отстойники применяют для выделения из сточных вод нерастворимых веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. Достигаемый эффект осветления по взвешенным веществам составляет 40 – 60% при продолжительности отстаивания 1 – 1,5 ч. Процесс также сопровождается одновременным снижением величины БПК в осветленной сточной воде на 20 – 40% от исходного значения.
Выбор типа и конструкции отстойников зависит от количества и состава производственных сточных вод, поступающих на очистку, характеристик образующегося осадка (уплотняемость, транспортируемость) и от местных условий строительной площадки очистных сооружений. В каждом конкретном случае выбор типа отстойников должен определяться в результате технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Число отстойников принимают не менее двух, но и не более четырех.
А) Горизонтальный отстойник применяется для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Он представляет собой прямоугольный в плане железобетонный резервуар, разделенный перегородками на несколько отсеков (не менее двух) для возможности чистки и ремонта. Ширина коридора составляет 3 – 6 м, глубина отстойника колеблется в пределах 1,5 – 4 м, длина отстойника должна в 8 – 12 раз превышать его глубину.
В отстойнике происходит гравитационное осаждение взвешенных частиц за счет резкого (по сравнению с подводящим каналом) снижения скорости движения жидкости. Максимальная скорость движения воды в горизонтальном отстойнике составляет 0,7 мм/с. Их применяют на станциях производительностью более 15000 м 3 /сут. Продолжительность отстаивания составляет 0,5 – 1,5 ч. За это время основная масса взвешенных веществ выпадает в осадок. Эффективность очистки в горизонтальном отстойнике достигает 50 — 60%.
Осадок сгребается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50 – 60 о . Днище отстойника имеет уклон к приямку не менее 0,005. Горизонтальный отстойник по сравнению с радиальным имеет более высокий расход железобетона на единицу строительного объема.
Применяются также отстойники, оборудованные скребковыми механизмами тележечного или ленточного типа (рис. 2.12), сдвигающими выпавший осадок в приямок. Объем приямка равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50 — 60°.
Рис. 2.12. Горизонтальный отстойник:
1 — водоподводящий лоток, 2 — привод скребкового механизма,
3 — скребковый механизм, 4 — водоотводящий лоток, 5 — отвод осадка
Сточные воды поступают в отстойники из распределительного аэрируемого лотка, проходят впускной лоток, и отводятся сборным лотком с двусторонним водосливом. Осадок сгребается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется плунжерными насосами. Плавающие вещества собираются скребковым механизмом при обратном ходе и удаляются в конце отстойника через поворотную трубу с щелевидными прорезями. Поступившие в сборный колодец плавающие вещества откачиваются для совместной обработки с осадком.
На рис. 2.13 приведена аксонометрическая схема работы горизонтального отстойника.
Рис. 2.13. Аксонометрическая схема работы горизонтального отстойника
1 – приток сточной воды; 2, 4 – порог для образования ламинарного потока;
3 – труба для удаления жира и пены в жировой колодец; 5 – устройство для сгребания осевшего ила; 6 – выход осветленной воды; 7 – переливная труба; 8 – приямок для сбора ила
Б) Вертикальный отстойник применяется для осветления производственных сточных вод, а также их смесей с бытовыми сточными водами, содержащих грубодисперсные примеси. Он представляет собой круглый или квадратный в плане железобетонный резервуар с коническим или пирамидальным днищем соответственно. Отстойник имеет достаточно большую глубину (около 7 м), но меньшую по сравнению с горизонтальным отстойником занимаемую площадь. Диаметр отстойника колеблется в пределах 4 – 9 м. Отстойники просты по конструкции и удобны в эксплуатации, недостатком их является большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр.
Наиболее распространены отстойники с впуском воды через центральную трубу с раструбом. Сточные воды поступают в центральную круглую трубу, оканчивающуюся раструбом и отражательным щитом, движутся сверху вниз, затем поднимаются по кольцевому пространству между центральной трубой и стенкой отстойника. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого составляет 0,5 – 0,6 м/с. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока в нижней части отстойника. Высота зоны осаждения – 4 – 5 м. Осветленные воды сливаются через кольцевой водослив в сборный лоток.
На рис. 2.14 приведен рабочий чертеж вертикального отстойника.
Рис. 2.14. Рабочий чертеж вертикального отстойника
1 – приток сточной воды; 2 – центральная труба; 3 – кольцевой сборный лоток;
4 – иловая труба; 5 – трубопровод осветленной воды; 6 – полупогруженные доски
для обеспечения ламинарности потока
Вертикальный отстойник имеет самый низкий эффект осветления (на 10 – 20% ниже, чем в горизонтальных отстойниках). Его применяют на станциях небольшой производительности (менее 20000 м 3 /сут).
В) Радиальный отстойник (рис. 2.15) применяется для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Он представляет собой круглый в плане железобетонный резервуар большого диаметра (18 – 60 м) и относительно малой глубины проточной части (1,5 – 5 м). Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости.
Рис. 2.15. Радиальный отстойник:
1 — труба для подачи воды; 2 — скребки; 3 — распределительная чаша;
4 — водослив; 5 — отвод осадка
Сточная жидкость подается по центральной трубе, расположенной под днищем отстойника. Труба имеет небольшое расширение для погашения скорости движения жидкости. Сточная вода распределяется по всему объему отстойника с помощью распределительной чаши. Затем поток движется в радиальном направлении с убывающей скоростью от центра к периферии.
При этом происходит выпадение осадка, который сгребается к центру скребками, подвешенными к ферме. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидростатического давления. Осветленнаявода отводится по кольцевому сборному желобу. Продолжительность отстаивания составляет 1,5 ч. Радиальный отстойник обеспечивает самый высокий эффект осветления (60% и более). Он применяется на станциях большой производительности (более 20000 м 3 /сут). Радиальные отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток – наличие подвижной фермы со скребками.
На рис. 2.16 приведен рабочий чертеж радиального отстойника.
Рис. 2.16. Рабочий чертеж радиального отстойника
Недостатками всех рассматриваемых типов отстойников являются:
— большие габаритные размеры и значительный расход материалов для их изготовления, соответственно, стоимость их очень высока;
— большая продолжительность отстаивания;
— сравнительно низкая эффективность очистки;
— наличие в процессе осветления турбулентного режима движения воды, что тормозит осаждение взвесей и уменьшает эффект осветления.
Перечисленные недостатки частично устраняются в тонкослойных (рис. 2.17) и трубчатых отстойниках. Их применяют для увеличения эффективности отстаивания. Отстойники могут быть горизонтальными, вертикальными, радиальными; состоят из водораспределительной, водосборной и отстойной зон. Ламинарное движение в них достигается в результате разделения отстойной зоны на тонкие слои по высоте пластинами (полками) небольшой глубины (до 150 мм) или набором пакетов трубок небольшого диаметра (25 – 50 мм). Наклон элементов в отстойниках непрерывного действия составляет 45 — 60 о . При этом процесс отстаивания протекает за 4 – 10 мин, что позволяет уменьшить размеры отстойника. Указанные отстойники наиболее эффективно использовать для осветления высококонцентрированных сточных вод.
Недостатком тонкослойных отстойников является сложность удаления осадка из межполочного пространства. Накопившийся осадок удаляется промывкой обратным током осветленной воды. Эффективность трубчатых и полочных отстойников практически одинакова.
Рис. 17. Тонкослойный отстойник:
1 — труба для удаления осадка; 2 — труба для выпуска воздуха;
3, 7 — отвод осветленной воды из осадкоуплотнителя;
4 — трубопровод подогрева; 5 — отверстия в поперечных сборных желобах;
6 — сварной лоток; 8 — многослойная загрузка; 9 — корпус;
10 — кирпичная кладка; 11 — подвод воды в секцию;
12 — гравийная камера хлопьеобразования
Тонкослойные отстойники классифицируются по следующим признакам:
— по конструкции наклонных блоков — трубчатые и полочные;
— по режиму работы — периодического (циклического) и непрерывного действия;
— по взаимному движению осветленной воды и вытесняемого осадка — с прямоточным, противоточным и смешанным (комбинированным) движением.
Поперечное сечение трубчатых секций может быть прямоугольным, квадратным, шестиугольным или круглым. Полочные секции монтируются из плоских или гофрированных листов и имеют прямоугольное сечение. Элементы отстойника выполняют из стали, алюминия и пластмассы (полипропилена, полиэтилена, стеклопластиков).
Наклон блоков в отстойниках периодического (циклического) действия небольшой. Наклон элементов в отстойниках непрерывного действия составляет 45 — 60°. Накопившийся осадок удаляется промывкой обратным током осветленной воды. Эффективность трубчатых и полочных отстойников практически одинакова.
Источник