Отстойники специального назначения реферат

Обновлено: 04.07.2024

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 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 сбора и 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.

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

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

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%.

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 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.

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, D и Я --диаметр и высота вертикальной части отстойника); хр --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.

отстойник вода осветление

Отстойники с малой глубиной осаждения

Отстойниками называются искусственные резервуары или природные водоёмы, в которых из производственных и бытовых стоков под действием силы тяжести или с применением реагентов отделяются, всплывают или осаждаются содержащиеся в них взвешенные примеси. Отстойник для канализации может использоваться в виде фильтра для предварительной и окончательной очистки сточных вод в системе водоотведения.

Первичная стадия заключается в отделении механических загрязнений или взвешенных частиц и начале биологической очистки стоков. В отстойниках-биокоагуляторах происходит смешение активного ила с исходной водой, отделяются коллоидные и мелкодисперсные примеси. Вторичные отстойники очистных сооружений, устройства окончательной очистки, называют природоохранными, так как после них осветлённые воды сбрасываются в природные водоёмы.

Сфера использования

Применяются в системах водоснабжения и водоотведения в промышленности и личных хозяйствах, для очистки канализационных стоков, сбросовых отработавших вод в процессе гидромеханизации на карьерах и шахтах, на горно-обогатительных фабриках, для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

охрана поверхностных водоёмов и земель от загрязнений;
уменьшение износа оборудования;
улавливание компонентов;
гидромеханизация земляных и горных работ.

При строительстве сооружений и автодорог создают пруды-отстойники для накапливания и осветления поверхностных стоков. Производственные стоки содержат жировые вещества, которые негативно сказываются на работе очистных систем:

вызывают засоры;
способствуют коррозии металла, приводящей к разрушению трубопровода.

Для предотвращения последствий в канализационные каналы встраивают отстойники-жироуловители, которые выполняются в виде короба с покрышкой. Его функциональное предназначение задерживать и удалять масло и жир.

В весеннюю распутицу и дождливый период в канализационные стоки смываются загрязнения самого разного характера. Уменьшить загрязнённость позволяют ливневые колодцы и камеры, которые изготавливаются из бетона. Они собирают ливневые потоки с определённой территории, поэтому в расчёте обязательно присутствует объём, способный вместить сброс воды с данного участка. Для улавливания загрязнений в стоках с автодорог используют габионы.

Для удаления некоторых взвешенных соединений монтируют флокуляторы со встроенной камерой. В устройствах, с помощью ламинарных течений или турбулентных потоков, частицы сталкиваются между собой и взаимодействуют с реагентами, что способствует быстрому хлопьеобразованию и удалению образовавшегося осадка.

Предназначение шарового отстойника в удалении воды и солей из нефти перед использованием природного ископаемого в производстве бензина. Гидрофобные отстойники применяются при добыче нефти, чтобы отделить пластовые воды для их дальнейшего использования, каскадные – для отделения моющих растворов от нефти при отмывке судов.

На прокатных станах применяются отстойники для улавливания окалины. В керамических мастерских в стоках содержится большое количество глины, которая приводит к засорам канализации, если её вовремя не удалить с помощью отстойников.

После аэрации при биохимической очистке стоков вода поступает в отстойник илоотделитель, откуда активный ил возвращается в аэротенки для дальнейшей непрерывной очистки воды.

Сточные воды необходимо отделять от жидких бытовых отходов – ЖБО или фекалий, выкачиваемых из выгребных ям. Для этого применяются отстойники ЖБО. Для их размещения используются полигоны или поля фильтрации.

Домовладельцы делают отстойники для своих приусадебных участков своими руками.

Принцип работы

Классический вид осаждающего устройства – вертикальный отстойник, имеющий цилиндрическую форму. По центральной трубе загрязнённая вода поступает вниз, попадая на отражающий щит. После этого поток меняет направление, а диспергированная взвесь выпадает в осадок. Осветлённая вода поднимается вверх до кромки перелива, после которой переливается в периферийный лоток для сбора чистой воды. Шлам удаляется посредством илопровода из отстойной части.

Перегородка, создающая кромку перелива, препятствует попаданию загрязнений, отброшенных от отражающего щита.

Классификация и устройство отстойников воды

Преимущество отстаивания перед другими способами разделения суспензий в дешевизне процесса. Последующее за ним фильтрование ускоряется, если фильтруемый материал предварительно сгущается. По этой причине отстаивание применяется при первичной фазе очистки для удаления взвешенных твёрдых частиц.

Виды отстойников в зависимости от режима работы:

контактные (периодического действия);
с непрерывной подачей исходной взвеси с небольшой скоростью;
полунепрерывного режима.

Сгустители периодического действия с виду представляют бассейны небольшой глубины. После заполнения резервуара отводится время на оседание взвешенных твёрдых и коллоидных частиц на дно сооружения. Осветлённую воду сливают через краны, располагающиеся выше осадочного уровня. Шлам в виде тягучей жидкой массы вычерпывают вручную или сливают в отверстие трубы в нижней части устройства.

Отстойники для очистки сточных вод по направлению движения исходной смеси подразделяются на два вида:

Горизонтальный отстойник

Конструкция горизонтального отстойника представляет собой резервуар с несколькими коридорами. Условное деление по высоте выделяет рабочую зону и иловую часть. В первой идёт процесс осаждения, во второй собирается осевший шлам. По нормам между зонами предусматривается расстояние 25 см. Осадок собирается в приямке в месте поступления стоков, откуда он выкачивается насосами или сгребается.

Вертикальный отстойник

Применяется при небольших объёмах исходной жидкости. Вертикальный отстойник выполняется в виде цилиндра с коническим основанием. Оснащается несколькими сливными кранами, размещёнными на разных уровнях высоты. Через специальный люк снизу удаляется осадок.

Форма и размер отстойников выбираются в зависимости от концентрации суспензии и размеров. С увеличением концентрации и величины частиц уменьшается диаметр сгустителя. Увеличение температуры снижает вязкость жидкости, что увеличивает скорость очищения.

Полунепрерывного действия

Находят применение в системе очистке значительных объёмов сточных вод. Исполнение в виде бетонных резервуаров большого размера или системы последовательно соединённых отстойников.

Принцип действия заключается в непрерывной подаче исходной жидкости и сливе осветлённой воды. Выпавший шлам удаляется периодически. Для увеличения площади осаждения применяют конструкции с наклонными перегородками. Они многократно меняют направление потока снизу вверх и обратно. При этом время пребывания исходной жидкости в резервуаре увеличивается, и достигается более качественная очистка воды.

Непрерывного действия

Применяются в промышленном производстве. Отстойники непрерывного действия по конструктивному исполнению подразделяются на одно-, двух- и многоярусные. Применение двухъярусных и многоярусных устройств вызывается степенью загрязнения стоков.

С гребковыми мешалками

Радиальный отстойник – один их частных случаев вертикальных аппаратов. Движение исходной воды происходит под действием центробежной силы от центра к периферии. Устройства с гребковыми мешалками имеют форму цилиндра. Исходная взвесь подаётся в резервуар непрерывно. Мешалки имеют наклонные лопасти. При их вращении с одной стороны осадок частично взбалтывается, а с другой — обезвоживается.

Шлам, содержащий большое количество воды, направляется в другой отстойник, где происходит отмывание осадка и его отстаивание. При использовании системы отстойников осадок обезвоживается до 98%.

Применяется принцип противотока, при котором движение осадка идёт в направлении последовательно соединённых резервуаров, а поток осветлённой жидкости в обратном направлении, для восполнения потерь в предыдущих устройствах.

Преимущества гребковых аппаратов:

непрерывность работы;
высокая производительность с удалением осадка до 3000 тн за день работы;
изменение плотности шлама посредством регулирования производительности;
эффективное обезвоживание удаляемого осадка;
полностью автоматизированный процесс.

В свою очередь, многоярусные устройства подразделяются на два вида: закрытые и сбалансированные.

В осаждающих устройствах первого типа мешалки устанавливаются на одном валу с одним приводом. Для устранения протечек используются уплотняющие сальники. Процесс выгрузки осадка, как и слива осветлённой жидкости, осуществляется отдельно для каждого отстойника.

Последовательное удаление шлама применяется в отстойниках сбалансированного типа. В стакан каждого последующего яруса сливается осадок из предыдущего. По мере продвижения вниз шлам сгущается и удаляется из нижнего яруса. В этом случае не требуются уплотнительные сальники в предшествующих ярусах, так как в них давление осадка на дно значительно ниже, чем в нижнем отстойнике.

С коническими полками

Распределение суспензии происходит с помощью конических полок, направленных вниз. Исходная вода попадает на их поверхность через отверстия, расположенные через одну полку. Осветлённая вода восходящим потоком устремляется на выход в верхнюю часть конструкции. Гравитационная сила увлекает частицы на дно, они не успевают в силу инерции изменить своё направление. Преимущество:

нет движущихся частей;
простая эксплуатация.

Для разделения эмульсий

Горизонтальные устройства, предназначенные для разделения эмульсий, оборудованы отбойными перегородками с отверстиями, предотвращающими возмущение от поступающей эмульсии. Поперечное сечение обеспечивает спокойное ламинарное (перемещение водной массы слоями) течение жидкости. Скорость потока составляет несколько мм/сек. Эмульсия разделяется на составляющие части: лёгкую и тяжелую. Более лёгкая жидкость сливается через отверстие в верхней части, тяжёлая — через слив в нижней части устройства.

Тонкослойный отстойник

Применяется для очистки воды с помощью пластин, которые делят объём аппарата на ярусы. В каждом ярусе вода освобождается от шлама, который сползает вниз благодаря наклону пластин. Угол их наклона влияет на эффективность удаления осадка и должен составлять 55-60 град.

Эксплуатация и обслуживание

Эффективность работы очистных сооружений зависит от грамотной эксплуатации, предполагающей контроль объёма стоков и их состава. Ограниченные мощности канализационных систем очистки более всего подвержены сбоям в работе.

Негативные факторы, влияющие на систему очистки стоков:

перегрузка;
залповые сбросы;
подъём грунтовых вод;
несоблюдение графика ремонтов;
нарушение правил эксплуатации.

Для нормального режима работы первичных отстойников следует соблюдать правила:

запрещается превышать допустимую по проекту нагрузку;

равномерно распределять стоки в системе отстойников;

удалять осадок до 2 раз в день.

Эксплуатационный персонал должен вести визуальное наблюдение за уровнем шлама, измерять его вес и объём в иловых колодцах, 2 раза в месяц проводить измерение влагосодержания осадка. Норматив составляет 93-95%. Одновременно следить за чистотой задвижек, штуцеров, распределительных устройств. После удаления осадка освобождать иловые резервуары от крупных предметов и песка.

Отстаивание — наиболее простой, дешевый и широко применяемый в практике метод выделения из сточных вод взвешенных веществ, а также получения определенного качества осветленной воды. В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяют или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других сооружениях, или как единственный способ очистки, если, но местным… Читать ещё >

Отстойники. Водоснабжение и водоотведение ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции их подразделяют на первичные и вторичные. Первичными называют отстойники, устраиваемые перед сооружениями для биохимической очистки сточных вод; вторичными — устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биохимическую очистку.

Наиболее широко применяемыми типами отстойников являются горизонтальные, радиальные и вертикальные.

Горизонтальный отстойник (рис. 12.4) представляет собой прямоугольный резервуар коридорного типа с иловым приямком, расположенным в начале резервуара. Сточная вода движется прямолинейно и горизонтально. Отстойник оборудован скребковым механизмом, сдвигающим выпавший осадок к приямку. Осадок из приямка удаляется насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением.

Горизонтальные отстойники менее чувствительны по сравнению с другими типами отстойников к гидравлическим перегрузкам и изменениям температуры осветляемой жидкости, коэффициент использования объема — 0,5.

Рис. 12.4. Типы горизонтальных отстойников:

а — отстойник фирмы Passavant; б — с цепочным сгребанием осадка; в — с откачкой осадка; г — с дном трапецеидального сечения; д — с многоворонковым дном; 1 — скребковый механизм; 2,4 — подача и отвод воды; 3 — приямки для сбора осадка; 5 — насос; 6 — илосос.

Вертикальные отстойники — это круглые в плане резервуары с коническим днищем или квадратные с днищем в виде пирамидальных приямков, (рис. 12.5). В вертикальных отстойниках сточная жидкость подается в нижнюю часть отстойника, вода движется вертикально вверх, а взвешенные частицы оседают на дно. Для эффективной работы вертикальных отстойников необходимо, чтобы скорость подъема воды была ниже скорости свободного осаждения взвешенных веществ. Вертикальные отстойники могут отличаться конструкцией впускных и выпускных устройств, от чего зависят коэффициент использования объема отстойника и соответственно его производительность. Наиболее распространенный тип впускного устройства — центральная труба с раструбом и отражательным шитом.

Отстойники с вертикальным движением воды получили довольно большое распространение в практике очистки сточных вод благодаря меньшей необходимой площади и большей высоте, которая обеспечивает некоторый запас в общей вертикальной схеме очистных сооружений, а также удобству удаления из них осадка, выпуск которого из конусной части производится по иловой трубе под гидростатическим давлением.

Рис. 12.5. Схема первичного вертикального отстойника:

1 — отражатель; 2 — удаление осадка; 3 — выпуск пены; 4 — центральная подающая труба; 5 — лоток подачи воды в отстойник; 6 — сборник пены; 7 — периферийный сборный кольцевой лоток; 8 — отвод осветленной жидкости; 9 — зона осветления; 10 — корпус отстойника; 11- зона накопления и уплотнения осадка Вертикальные отстойники используют на небольших станциях производительностью до 20 000 м3/сут. Коэффициент объемного использования для них принимается 0,35.

Для бытовых сточных вод скорость движения потока принимают равной 0,7 мм/с. Продолжительность отстаивания зависит от требуемой степени осветления сточных вод и принимается до 1,5 ч.

Площадь f центральной трубы (или общую площадь всех труб, если имеется несколько отстойников) определяют по максимальному секундному расходу сточной жидкости q (в л/с) и скорости в центральной трубе v1 (в мм/с). Величина п, не должна превышать 100 мм/с при наличии отражательного щита.

Высота проточной части отстойника или длина центральной его трубы h1 = vt, но не менее 2,75 м. Общий объем проточной части всех отстойников (в м3).

где Q — средний суточный расход; k — коэффициент неравномерности притока сточной жидкости.

Общая полезная, или рабочая, площадь отстойников F, = W/h1.

Площадь отстойников в плане определяют как сумму полезной их площади F, и площади f, занимаемой центральной трубой (или центральными трубами):

Эффект осветления сточной воды в вертикальных отстойниках составляет 50%.

Количество отстойников зависит от принятого конструктивного типа, диаметра одного отстойника и расчетного расхода сточной жидкости.

Иловую часть отстойника делают конической (для круглых отстойников) или пирамидальной (для прямоугольных отстойников) с углом наклона стенок днища или ребер пирамидальной части не менее 45°, чтобы обеспечить сползание осадка. Внизу конуса (или пирамиды) устраивают площадку шириной или диаметром 0,4 м.

В отстойниках диаметром более 7 м, кроме сборных лотков по периферии, делают дополнительные радиальные лотки с тем, чтобы нагрузка осветленной сточной воды на 1 м длины сборного лотка была не более 1,5 л/с.

Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар, сточная вода подается по центральной трубе и движется от центра к периферии (рис. 12.6). Осветленная сточная жидкость отводится через водослив в круговой периферийный лоток. Коэффициент использования объема в радиальных отстойниках 0,45. Осадок из радиального отстойника удаляется насосами из центрально расположенного илового приямка, куда сдвигается с помощью илоскребов. Радиальные отстойники применяются при производительности очистной станции более 20 000 м3/сут.

Особенностью гидравлического режима работы радиальных отстойников является то, что величина скорости движения воды в них изменяется от максимального ее значения в центре отстойников до минимального у периферии.

Радиальные отстойники применяют как в качестве первичных, так и вторичных. Отношение диаметра отстойника к его глубине у периферийного водосборного лотка может быть от 6 до 10.

Рис. 12.6. Радиальный отстойник фирмы Passavan:

1 — ограждающие конструкции; 2 — распределительный стакан; 3,6 — отвод и подача сточной воды; 5 — сборный лоток; 7 — вращающаяся ферма со скребками; 8 — приямок для сброса осадка; 9 — сброс осадка Расчет первичных радиальных отстойников для бытовых сточных вод производится по максимальному часовому притоку Q. Продолжительность отстаивания при этом равна 1,5 ч. Расчет радиальных отстойников может производиться по нагрузке q сточной жидкости на 1 м² зеркала воды в отстойнике. Для бытовых сточных вод расчетная нагрузка колеблется в пределах от 2 до 3,5 м3/м2/ч.

Площадь отстойникав плане F = Q/q, откуда диаметр отстойника (в м)

Нередко за исходную расчетную величину принимают наименьшую скорость осаждения u0 частиц взвешенных веществ в воде, на задержание которых рассчитывается отстойник. В этом случае F = Q/u0, откуда

Для сбора осадка в центре отстойника устраивают приямок. Объем его определяют по количеству осадка, выпавшего в течение 4 ч.

Минимальное количество отстойников принимается не менее двух.

Существуют радиальные отстойники с периферийным впуском, обеспечивающим поступление сточной воды в зону отстаивания с начальными малыми скоростями. Осветленная вода отводится при этом через центральный кольцевой лоток.

Одной из эффективных конструкций отстойника является отстойник с вращающимся сборно-распределительным устройством. Подача и отвод воды в этом отстойнике осуществляются с помощью вращающегося спаренного радиального лотка, прикрепленного к ферме илоскреба. Сточная вода выходит из подающего лотка, как из сегнерова колеса, и находится в покое до совершения лотком полного оборота и поступления в сборный лоток. Таким образом, отстаивание сточной воды происходит в условиях, близких к статическим, рационально используется объем, в связи с чем производительность отстойника может быть увеличена на 30…40%, а коэффициент объемного использования может быть принят 0,85.

Повысить эффективность первичного отстаивания можно предварительной биокоагуляцией или реагентной обработкой.

При предварительной биокоагуляции активный ил из аэротенков добавляется в специальные камеры или зоны отстойников (первый участок горизонтального, центральная труба в вертикальных и радиальных), предусматриваются аэрируемые отсеки (преаэрация), где происходит смешивание воды и ила и сорбция взвеси на активном иле. При оптимальных параметрах отстаивания это позволяет повысить эффективность удаления взвешенных веществ до 70%, а БПК до 30…40%.

При реагентном отстаивании смешивание сточной воды с реагентом и собственно коагулирование происходят в отдельной камере со специфическим режимом перемешивания и определенной продолжительностью хлопьеобразования. Дозы коагулянтов (сернокислого алюминия или хлорного железа) зависят от содержания загрязнений в исходной воде и обычно составляют 150…250 мг/л. Продолжительность смешивания достигает 1…2 мин, продолжительность хлопьеобразования — 25…40 мин. При добавлении коагулянта могут исчерпываться щелочной потенциал сточной воды и ухудшаться условия коагулирования взвеси. Для оптимизации условий процесса добавляют щелочь (раствор извести или соды). При максимальных дозах коагулянтов доза извести достигает 100 мг/л (по СаО). Осаждение происходит в тех же режимах, что при обычном отстаивании, однако при этом удаляются бо? льшая часть органических загрязнений (до 75%), нефтепродукты и жиры (до 90%), снижается содержание фосфора (до 90%) и тяжелых металлов.

Читайте также: