Интенсификация работы отстойников реферат

Обновлено: 05.07.2024

При механизированном удалении осадка вместимость приямка первичных отстойников надлежит принимать по количеству выпавшего осадка за период не более 8 ч.

Диаметры иловых труб для удаления осадка из первичных и вторичных отстойников следует принимать по расчёту, но не мене 200мм.

Высоту борта отстойника над поверхностью сточной воды надлежит принимать 0,3м.

Переливную кромку водослива лотков можно предусмотреть гладкой или зубчатой (с треугольными вырезами). Нагрузка на 1п.м. водослива не должна превышать 10 л/с.

Высота нейтрального слоя 0,3 м.

9.5.Сооружения интенсификации работы первичных

отстойников.

Если в сточной воде взвешенных веществ находится более 300мг/л, то следует предусматривать интенсификацию первичного отстаивания.

Для интенсификации процессов отстаивания применяются преаэраторы, биокоагуляторы и осветлители. Проектирование их производится в соответствии с указаниями СНиП 2.04.03-85 п.6.113-6.116.

а) расчёт преаэраторов

Преаэраторы устраивают перед первичными отстойниками, отдельно стоящими, или конструктивно совмещают с ними. Предварительная аэрация увеличивает эффективность задержания загрязнений в первичных отстойниках по БПК к взвешенным веществам на 20%-25%.

Количество подаваемого в преараторы активного ила должно составлять 50-100% избыточного, биологической плёнки – 100%; расход воздуха – 0,5м 3 на 1м 3 сточной воды; продолжительность аэрации 20минут, ёмкость регенераторов надлежит принимать 25-30% общего объёма преаратора.

Объём преаратора определяют по формуле:

где q_w – часовой расход сточных вод, м 3 /ч;

Т – продолжительность аэрации, принимается 20 мин согласно СНиП /1/ п.6.116.

Длина преаэратора определяется по формуле:

где В –ширина коридора, В=Н или В=2Н , м;

Н− рабочая глубина преаратора, Н=3-5 м (такая же, как и в аэротенках);

n_c – число секций, отдельно стоящих преараторов должно быть не менее двух, причём оба рабочие /1/;

n_k – число коридоров.

Количество воздуха, необходимого для аэрации, определяется по формуле:

б) Расчёт осветлителей с естественной аэрацией

Осветлители проектируют в виде вертикальных отстойников с внутренней камерой флокуляции, с естественной аэрацией за счёт разницы уровней воды в распределительной чаше и осветлителем (рис.5.8).

При проектировании осветлителей следует принимать:

1. Разность уровней (для обеспечения естественной аэрации) воды в распределительной чаше и осветлителе 0,6м;

2. Продолжительность пребывания сточной воды в камере флокуляции t = 20 мин.

3. Глубину камеры флокуляции Н_фл=4-5м;

4. Скорость движения сточной воды в центральной трубе:

V = 0,5 – 0,7 м/с;

5. Длину центральной трубы 2-3 м (без воронки) с прикреплённым на расстоянии 1 м от конца трубы отражательным щитом диаметром на 1м больше диаметра трубы.

6. Диаметр нижнего сечения камеры флокуляции следует определять, исходя из средней скорости 6-10 мм/с.

7. Количество осветлителей следует принимать не менее двух, при этом оба должны быть рабочими.

Расчёт производится в следующей последовательности:

1. Определение суммарного объёма камер флокуляции производят по формуле:

где q_w – расчётный расход, м 3 /ч;

t – продолжительность пребывания сточной жидкости в камере флокуляции ; t = 20мин = 0,33 часа.

2. Суммарную площадь камер флокуляции (без учёта конусной части) определяют по формуле:

где Н_фл – высота цилиндрической части камер флокуляции Н_фл=4м.

3. Определяют суммарную площадь отстойной части осветлителей:

где q_max _s – расчётный расход, м 3 /с;

v₁ – средняя скорость восходящего потока v₁ = 0,8−1 мм/с.

4. Определяют суммарную площадь осветлителей:

где F_кф – суммарная площадь камер флокуляции, м 2 ;

F_оч – суммарная площадь отстойной части осветлителей, м 2 .

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

где hp = 3 . 3,5—глубина зоны осаждения отстойника; v— скорость горизонтального движения воды в начале отстойника, принимаемая равной 6 . 8; 7 . 10 и 9 . 12 мм/с соответственно для вод маломутных, средней мутности и мутных; и — скорость осаждения взвеси, мм/с, принимаемая равной:

Мутные воды, не обрабатываемые коагулянтом . (0,8 . 0,15)

Воды средней мутности, обрабатываемые коагулянтом . . . (0,45 . 0,5)

Маломутные цветные воды, обрабатываемые коагулянтом . . (0,35 . 0,45)

При коагулировании и применении флокулянтов скорость осаждения взвеси следует увеличить на 15 . 20%. После нахождения длины отстойника следует проверить отношение L/hp,которое должно быть не менее 10.

П. И. Пискуновым, К. В. Гнединым и другими показано, что режим движения воды в горизонтальных отстойниках турбулентный, вследствие чего выпадение частиц взвеси в воде тормозится наличием вертикальных составляющих скоростей турбулентного потока. Вместе с тем действительная продолжительность пребывания воды в отстойнике всегда меньше теоретической из-за неизбежного неравномерного распределения скоростей потока по сечению отстойника, поэтому действительная скорость движения воды в отстойнике больше скороости vв формуле (8.24), вследствие чего эффект осветления воды ухудшается. Поэтому для обеспечения заданного эффекта осветления воды площадь отстойника, вычисляемая по формуле (8.25), должна быть несколько увеличена. Это достигается введением в указанную формулу коэффициента а, всегда большего единицы.

Площадь горизонтальных отстойников в плане, м2, находят из выражения

где α=1,3 — коэффициент объемного использования отстойников; q— расчетный расход воды для периодов максимального и минимального суточного водопотребления, м3/ч. Применение горизонтальных отстойников со встроенной камерой хлопьеобразования и отбором осветленной воды через тонкослойные блоки, размещаемые в зоне осаждения, сулит значительные технологические преимущества. Принципиальное отличие отстойников данной конструкции состоит в том, что осветление воды происходит не в свободном объеме отстойника, а в тонкослойных элементах (блоках) с ламинарным движением в них воды. Блоки устанавливают наклонно, что способствует постоянному сползанию осадка и удалению его из осветленной воды. Применение отстойников с тонкослойными блока: ми вместо обычных отстойников в результате сокращения времени отстаивания воды позволяет значительно увеличить нагрузку (в 2 . 3 раза) или соответственно снизить объем сооружений. При установке в зоне осаждения тонкослойных блоков по всей длине отстойника его площадь при коагулировании примесей следует определять, исходя из удельных нагрузок, отнесенных к площади зеркала воды, занятой тонкослойными модулями: для мутных вод — 4,6 . 5,5; для вод средней мутности — 3,6 . 4,5, для маломутных и цветных вод — 3 . 3,5 м3/(Ч*м2). Объем зоны накопления и уплотнения осадка У3.н. следует определять для отстойников с механизированным удалением осадка скребковыми механизмами в зависимости от размеров скребков, а при гидравлическом удалении или напорном смыве осадка при продолжительности работы отстойника между чистками не менее 12 ч из выражения

где Т — период работы отстойника между сбросами осадка, ч; Мо=8 . 15 — мутность воды, выходящей из отстойника; г/м3; б — средняя по высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка, г/м3, зависящая от мутности исходной воды и продолжительности периода между сбросами, принимается по

СНиПу; N — количество рабочих отстойников; Са —концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник

где М — мутность исходной воды, г/м3; Кк — коэффициент, принимаемый для очищенного сульфата алюминия — 0,5, для нефелинового коагулянта— 1 ,2, для хлорного железа — 0,7; Дк — доза коагулянта по безводному продукту, г/м3; Ц — цветность исходной воды, град; Вя — количество нерастворимых примесей* вводимых с известью, г/м3, определяемое по формуле Ви = = Ди/Ки—Ди, где /Си — долевое содержание СаО в извести; Ди — доза извести по СаО, г/м3.

Вертикальная взвешивающая составляющая, препятствующая осаждению взвеси в отстойнике, возрастает с увеличением скорости горизонтального движения воды в нем. Для ее уменьшения необходимо предусматривать меры по увеличению коэффициента объемного использования отстойника и гидравлической крупности осаждаемых примесей.

Радиальные отстойники

Радиальный отстойник — круглый в плане железобетонный резервуар (см. рис. 8.5), в который осветляемая вода подводится снизу в центр и изливается через воронку, обращенную широким концом кверху. Вокруг воронки располагается цилиндр-успокоитель радиусом 1,5 . 2,5 м/с с глухим дном и с дырчатой стенкой, суммарную площадь отверстий которой находят при скорости движения воды в них 1 м/с, при этом диаметр отверстий принимают 40 . 50 мм. Наличие такого цилиндра способствует более равномерному распределению воды по рабочей высоте отстойника. Вода медленно движется от центра к периферии и сливается в периферийный желоб с затопленными отверстиями или треугольными водосливами.

Для равномерного отбора осветленной воды по периметру кольцевого периферийного желоба следует в стенках его на глубине 120 . 150 мм от поверхности воды устраивать отверстия; диаметром 25 . 30 мм или треугольные водосливы высотой 40…60 мм, располагаемые на расстоянии 100 . 150 мм в осях. Общую площадь отверстий подсчитывают по скорости движения воды в них 0,7 м/с. Скорость движения воды в желобе принимает 0,5 .. . 0,6 м/с.

Для удаления осадка служит медленно вращающаяся металлическая ферма с укрепленными на ней скребками, сгребающими осадок к центру отстойника, откуда он непрерывно или периодически выпускается или откачивается. Одним концом ферма опирается на опору в центре отстойника, а другим на тележку, двигающуюся по стенке отстойника.

Расчет радиального отстойника производят в следующем порядке. Устанавливают необходимый процент задерживания взвеси отстойником. Затем подсчитывают скорость выпадения взвеси и, соответствующую задержанию заданного процента ее [по формуле (8.21)], после чего определяют площадь, im2, радиального отстойника

где а=0,2 — коэффициент; q— расход воды, поступающей на отстойник, м3/с; ц=0,5 . 0,6—скорость выпадения взвеси, мм/с; Дв.з. — площадь вихревой зоны отстойника, радиус которой принимают на 1 м больше радиуса распределительного цилиндра, где вследствие вихреобразного движения воды осаждение взвеси почти не происходит, м2.

По вычислительному значению Ар.0. находят радиус отстойника. Глубину отстойника в центре можно определить по формуле

где 1,2 .. . 1,3 —глубина отстойника у периферийного желоба, м; R— радиус отстойника; м; t=0,04 . 0,05 — уклон дна отстойника. Обычно глубина отстойника в центре достигает 3—3,5 м. Отстойники диаметром до 18 м устраивают с центральным приводом, а при больших размерах с периферическим.

Вертикальные отстойники

Вертикальный отстойник представляет собой круглый или квадратный в плане резервуар с камерой хлопьеобразования водоворотного типа в центральной трубе и с конусным днищем. Для накопления и уплотнения осадка (см. рис. 6.2). Угол между наклонными стенками, образующими днище, следует принимать 70. 80°.

Сбор осветленной воды предусматривается периферийными и радиальными желобами с затопленными отверстиями или с треугольными водосливами. Сечение водосборных желобов определяют по скорости движения воды в них 0,5 .. . 0,6 м/с.

При площади отстойника до 12 м2 предусматривается только периферийный кольцевой желоб, при площади от 12 до 30 м2 добавляются еще четыре радиальных (в круглых отстойниках) или промежуточных (в квадратных отстойниках); при площади свыше 30 м2 предусматривается 6 . 8 дополнительных желобов.

Расчет вертикальных отстойников производят на те же два случая, что и для горизонтальных отстойников. Площадь зоны осаждения отстойника Aво., м2, должна соответствовать наибольшему значению

где а — коэффициент объемного использования, принимаемый 1,3 . 1,5 (нижний предел — при D/H=1, верхний — при D/H= = 1,5, Dи Я —диаметр и высота вертикальной части отстойника); υр —расчетная скорость восходящего потока, мм/с; принимается не более указанных выше.

При размещении в зоне осаждения тонкослойных блоков площадь зоны осаждения рассчитывается аналогично описанному ниже в п. 8.7. При условии более или менее равномерного распределения воды по площади зоны осаждения отстойника реально достижимыми скоростями восходящего потока воды являются скорости не менее 0,4 . 6 мм/с, которые и следует вводить в расчет. Как показывает опыт эксплуатации вертикальных отстойников, при наличии таких скоростей восходящего потока основное количество коагулированной взвеси осаждается в отстойнике. Это объясняется тем, что в медленно восходящем потоке воды коагулированная взвесь, постепенно агломерируясь, достигает таких размеров, что скорость ее падения становится больше скорости восходящего потока.

В вертикальном отстойнике при наличии конусообразного днища и отражательного щита (см. рис. 6.2) выпуск накопившегося и уплотненного осадка может производиться во время работы отстойника.

При найденном диаметре отстойника и заданном угле конусности днища емкость осадочной части является фиксированной. Поэтому ее лишь проверяют по продолжительности работы отстойника, Гр, ч, между выпусками осадка, которая должна быть не менее 6 ч. Проверку производят по формуле

При числе рабочих отстойников менее шести необходимо предусматривать один резервный.

Высота зоны осаждения вертикального отстойника, которая практически совпадает с его вертикальной частью, составляет 4—5 м, а отношение диаметра к высоте: 1,0—1,5.

Период работы отстойника между сбросами осадка должен быть не менее 6 ч., а при мутности обрабатываемой воды свыше 1 г/л — не более 24 ч.

Необходимость реконструкции и расширения очистных сооружений возникает при несоответствии получаемого эффекта очистки сточных вод требуемому при сбросе их в естественные водоемы или использовании в хозяйственных целях.

Основными причинами ухудшения работы действующих очистных сооружений являются: превышение их проектной производительности по расходу очищаемых сточных вод ("перегрузка по расходу"); превышение производительности сооружений по количеству загрязнений, подлежащих удалению ("перегрузка по загрязнениям"); изменение состава и концентраций загрязняющих веществ [15].

Повышение производительности и эффективности действующих очистных сооружений может быть достигнуто несколькими путями: строительством дополнительных сооружений по всей технологической линии очистки сточных вод и обработки осадков; расширением одного или нескольких элементов технологической линии, обеспечивающим улучшение работы других сооружений и всего комплекса в целом; интенсификацией технологических процессов очистки сточных вод на существующих очистных сооружениях (предварительная аэрация сточных вод, биокоагуляция загрязнений, увеличение доз активного ила в аэротенках, повышение интенсивности аэрации); переоборудованием отдельных сооружений в более производительные, обеспечивающие более высокий эффект удаления загрязнений в сравнении с применяемыми.

Выбор каждого из указанных путей повышения производительности и эффективности работы очистных сооружений должен быть сделан с учетом конкретной ситуации и технико-экономических соображений.

Интенсификация работы аэротенка

Увеличение дозы активного ила в зоне аэрации является одним из наиболее важных направлений интенсификации биохимической очистки сточных вод в аэротенках. При повышении дозы с 1—2 до 25—30 г/л пропорционально возрастает окислительная мощность аэротенка с 0,5—1 до 12—14,5 кг БПК/(м 3 -сут). Однако для системы аэротенк — вторичный отстойник существует предельная концентрация активного ила, превышение которой ведет к дестабилизации работы системы и ухудшению качества очистки. "Узким местом" в этой системе является вторичный отстойник, для которого оптимальная доза ила составляет 1,5—2 г/л [16].

Увеличить дозу активного ила в аэротенке можно разными путями. Наиболее простой из них — введение отдельной регенерации активного ила. Это достигается возвратом на стадию регенерации уплотненного во вторичном отстойнике активного ила. Его доза в регенераторе может достигать 7—8, а в рабочей зоне аэротенка – 1,5—2,5 г/л. Дальнейшее увеличение дозы активного ила вынуждает применять двухступенчатое гравитационное илоотделение, модифицировать вторичные отстойники тонкослойными модулями или применять такие более мощные сооружения, как флотаторы, осветлители со взвешенным слоем, фильтры.

Другим путем увеличении дозы активного ила является создание аэротенков с фильтрационным разделением иловой смеси. В рабочей зоне такого сооружения поддерживается доза активного ила до 25 г/л. Однако перед подачей очищенной сточной жидкости во вторичный отстойник она пропускается через специальные фильтровальные перегородки сетчатого или пористого типа. При этом во вторичные отстойники поступает не более 3—4 г/л взвешенных веществ [15].

Дозу ила в аэротенке можно увеличить, добавив в нее инертный носитель биомассы. Этот прием заключается в размещении в секциях аэротенка биологически инертного материала в качестве носителя прикрепленной биомассы. Это позволит не только добиться соответствия составов вследствие процессов автоселекции комплекса субстрат — активный ил, но и снизить потребление электроэнергии в результате отказа от рециркуляции, регенерации и некоторого снижения интенсивности аэрации. Также прикрепленный биоценоз позволит облегчить проблему вспухающего активного ила при резких колебаниях состава сточной жидкости и проблему наращивания необходимой концентрации активного ила на слабоконцентрированной сточной воде.

Использование кислорода в аэротенках также позволяет значительно интенсифицировать их работу. Наибольший опыт в разработке и эксплуатации аэротенков, работающих на чистом кислороде или кислородообогащенном воздухе, накоплен в США. Такие аэротенки, получили в практике очистки сточных вод название окситенки.

Совершенствование гидродинамического режима аэротенков также позволяет интенсифицировать их работу. Была разработана конструкция аэротенка с неравномерно рассредоточенной подачей жидкости (АНР), сочетающего преимущества аэротенка-смесителя и аэротенка-вытеснителя. Подача сточной жидкости в аэротенк типа АНР осуществляется по длине сооружения через затворы-водосливы, обеспечивающие регулирование расхода пропорционально концентрации активного ила в зоне аэрации.

Эффектность работы действующих коридорных аэротенков можно повысить путем разделения объёма коридора на секции (камеры, ячейки). В кротенке такой конструкции происходит полное перемешивание жидкости в каждой камере, однако отсутствует ее перемешивание между камерами. При последовательном движении жидкости от камеры к камере через отверстия в придонной части перегородок создается гидравлический режим, аналогичный гидравлическому режиму в идеал ном вытеснителе. Этот прием позволяет использовать одновременно два технологических режима очистки: смешение и вытеснение. Такая схема обусловливает высокие стабильность и качество очистки сточных вод. Кроме того, в каждой зоне благодаря процессам автоселекции развивается адаптированный биоценоз активного ила, что также способствует стабилизации процесса очистки.

Совершенствование систем аэрации сточных вод позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы биологической очистки, снизить эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии.

Большинство станций аэрации оснащено пневматическими аэраторами, из которых наиболее эффективны мелкопузырчатые. Мелкопузырчатая аэрация обеспечивает эффективность насыщения жидкости кислородом в пределах 2—3,3 кг/кВт-ч электроэнергии, средне- и крупнопузырчатая — 1,4—1,8 кг/кВт-ч. Совершенствование мелкопузырчатой аэрации идет по пути создания устойчивых к засорению, а также легко извлекаемых и заменяемых или регенерируемых фильтросов.

Перспективным является применение тканевых аэраторов трубчатой, тарельчатой, коробчатой и других форм. Во ВНИИ ВОДГЕО установлено, что при одинаковом качестве диспергированного воздуха тканевые фильтросы примерно в 6 раз дешевле керамических и их регенерация осуществляется путем обычной стирки в растворе детергентов.

В среднепузырчатых аэрационных системах перспективным является создание клапанных аэраторов.

Совершенствование механических аэраторов в основном направлено на разработку надежных редукторов, жестких и прочных валов и рабочих колес, мало подверженных загрязнению.

Перспективным направлением является применение пневмомеханической аэрации, использующей одновременно механическую энергию вращающегося ротора и подачу сжатого воздуха. Степень использования кислорода в таких системах достигает 20-25%, что в 2-2,5 раза выше, чем при пневматической аэрации [7].

Таким образом, из изложенного выше видно, что работу аэротеиков можно интенсифицировать в результате повышения концентрации активной биомассы в зоне аэрации, а также совершенствования конструкции всего сооружения в целом и отдельных его элементов.

Характеристика и типы отстойников. Горизонтальные отстойники с рассредоточенным по площади сбором осветленной воды. Особенности конструкции и применение радиальных и вертикальных отстойников. Осветление воды в отстойниках с малой глубиной осаждения.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	09.03.2011
Размер файла	1,8 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Типы отстойников и область их применения

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

Горизонтальные отстойники

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%.

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 сбора и предварительного уплотнения осадка перед передачей его на сооружения обезвоживания.

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.

6При длине отстойника L и скорости горизонтального движения потока в нем v теоретическая продолжительность пребывания воды в отстойнике будет

где hp = 3 . 3,5--глубина зоны осаждения отстойника; v -- скорость горизонтального движения воды в начале отстойника, принимаемая равной 6 . 8; 7 . 10 и 9 . 12 мм/с соответственно для вод маломутных, средней мутности и мутных; и -- скорость осаждения взвеси, мм/с, принимаемая равной:

Мутные воды, не обрабатываемые коагулянтом . (0,8 . 0,15)

Воды средней мутности, обрабатываемые коагулянтом . . . (0,45 . 0,5)

Маломутные цветные воды, обрабатываемые коагулянтом . . (0,35 . 0,45)

При коагулировании и применении флокулянтов скорость осаждения взвеси следует увеличить на 15 . 20%. После нахождения длины отстойника следует проверить отношение L/hp, которое должно быть не менее 10.

П. И. Пискуновым, К. В. Гнединым и другими показано, что режим движения воды в горизонтальных отстойниках турбулентный, вследствие чего выпадение частиц взвеси в воде тормозится наличием вертикальных составляющих скоростей турбулентного потока. Вместе с тем действительная продолжительность пребывания воды в отстойнике всегда меньше теоретической из-за неизбежного неравномерного распределения скоростей потока по сечению отстойника, поэтому действительная скорость движения воды в отстойнике больше скороости v в формуле (8.24), вследствие чего эффект осветления воды ухудшается. Поэтому для обеспечения заданного эффекта осветления воды площадь отстойника, вычисляемая по формуле (8.25), должна быть несколько увеличена. Это достигается введением в указанную формулу коэффициента а, всегда большего единицы.

Площадь горизонтальных отстойников в плане, м2, находят из выражения

где б=1,3 -- коэффициент объемного использования отстойников; q -- расчетный расход воды для периодов максимального и минимального суточного водопотребления, м3/ч. Применение горизонтальных отстойников со встроенной камерой хлопьеобразования и отбором осветленной воды через тонкослойные блоки, размещаемые в зоне осаждения, сулит значительные технологические преимущества. Принципиальное отличие отстойников данной конструкции состоит в том, что осветление воды происходит не в свободном объеме отстойника, а в тонкослойных элементах (блоках) с ламинарным движением в них воды. Блоки устанавливают наклонно, что способствует постоянному сползанию осадка и удалению его из осветленной воды. Применение отстойников с тонкослойными блока: ми вместо обычных отстойников в результате сокращения времени отстаивания воды позволяет значительно увеличить нагрузку (в 2 . 3 раза) или соответственно снизить объем сооружений. При установке в зоне осаждения тонкослойных блоков по всей длине отстойника его площадь при коагулировании примесей следует определять, исходя из удельных нагрузок, отнесенных к площади зеркала воды, занятой тонкослойными модулями: для мутных вод -- 4,6 . 5,5; для вод средней мутности -- 3,6 . 4,5, для маломутных и цветных вод -- 3 . 3,5 м3/(Ч*м2). Объем зоны накопления и уплотнения осадка У3.н. следует определять для отстойников с механизированным удалением осадка скребковыми механизмами в зависимости от размеров скребков, а при гидравлическом удалении или напорном смыве осадка при продолжительности работы отстойника между чистками не менее 12 ч из выражения

где Т -- период работы отстойника между сбросами осадка, ч; Мо=8 . 15 -- мутность воды, выходящей из отстойника; г/м3; б -- средняя по высоте осадочной части концентрация твердой фазы осадка, г/м3, зависящая от мутности исходной воды и продолжительности периода между сбросами, принимается по

СНиПу; N -- количество рабочих отстойников; Са --концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей в отстойник

где М -- мутность исходной воды, г/м3; Кк -- коэффициент, принимаемый для очищенного сульфата алюминия -- 0,5, для нефелинового коагулянта-- 1,2, для хлорного железа -- 0,7; Дк -- доза коагулянта по безводному продукту, г/м3; Ц -- цветность исходной воды, град; Вя -- количество нерастворимых примесей* вводимых с известью, г/м3, определяемое по формуле Ви = = Ди/Ки--Ди, где /Си -- долевое содержание СаО в извести; Ди -- доза извести по СаО, г/м3.

Радиальные отстойники

Радиальный отстойник -- круглый в плане железобетонный резервуар (см. рис. 8.5), в который осветляемая вода подводится снизу в центр и изливается через воронку, обращенную широким концом кверху. Вокруг воронки располагается цилиндр-успокоитель радиусом 1,5 . 2,5 м/с с глухим дном и с дырчатой стенкой, суммарную площадь отверстий которой находят при скорости движения воды в них 1 м/с, при этом диаметр отверстий принимают 40 . 50 мм. Наличие такого цилиндра способствует более равномерному распределению воды по рабочей высоте отстойника. Вода медленно движется от центра к периферии и сливается в периферийный желоб с затопленными отверстиями или треугольными водосливами.

где а=0,2 -- коэффициент; q -- расход воды, поступающей на отстойник, м3/с; ц=0,5 . 0,6--скорость выпадения взвеси, мм/с; Дв.з. -- площадь вихревой зоны отстойника, радиус которой принимают на 1 м больше радиуса распределительного цилиндра, где вследствие вихреобразного движения воды осаждение взвеси почти не происходит, м2.

где 1,2 .. . 1,3 --глубина отстойника у периферийного желоба, м; R -- радиус отстойника; м; t=0,04 . 0,05 -- уклон дна отстойника. Обычно глубина отстойника в центре достигает 3--3,5 м. Отстойники диаметром до 18 м устраивают с центральным приводом, а при больших размерах с периферическим.

Вертикальные отстойники

где а -- коэффициент объемного использования, принимаемый 1,3 . 1,5 (нижний предел -- при D/H= 1, верхний -- при D/H= = 1,5, D и Я --диаметр и высота вертикальной части отстойника); хр --расчетная скорость восходящего потока, мм/с; принимается не более указанных выше.

При числе рабочих отстойников менее шести необходимо предусматривать один резервный.

Высота зоны осаждения вертикального отстойника, которая практически совпадает с его вертикальной частью, составляет 4--5 м, а отношение диаметра к высоте: 1,0--1,5.

Период работы отстойника между сбросами осадка должен быть не менее 6 ч., а при мутности обрабатываемой воды свыше 1 г/л -- не более 24 ч.

отстойник вода осветление

Отстойники с малой глубиной осаждения

Читайте также: