КАНАЛИЗАЦИЯ

ДВУХЪЯРУСНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

Принцип работы двухъярусных отстойников

Двухъярусные отстойники, или эмшеры, применяются для отста­ивания сточной воды, сбраживания и уплотнения выпавшего осадка. Благодаря простоте, сооружения подобного типа получили большое распространение как у нас, так и за рубежом, главным образом для небольших и средних ус­тановок с расходом до 10 тыс. м3/сутки.

Двухъярусный отстойник представляет со­бой сооружение цилиндрической или прямо­угольной формы с коническим или пирами­дальным днищем. В верхней части сооружения расположены осадочные желоба, а нижняя часть является иловой (гнилостной или септи­ческой) камерой (рис. 4.47).

Осадочные желоба, по которым протекает сточная вода, выполняют функции горизон­тального отстойника, и в них происходит выпа­дение оседающих взвешенных веществ. Выпав­ший осадок сползает по наклонным стенкам нижней части желоба в щель шириной 0,15 м и падает в иловую камеру. Нижние грани желоба должны перекрывать одна другую примерно на 0,15 м, чтобы всплывающие при перегнивании частицы ила и пузырьки газа не попадали в осадочный желоб.

Устройство щели частично предотвращает возможность заражения осветленной воды продуктами гниения.

Впуск воды в осадочный желоб и выпуск из него выполняют так же, как и в горизонтальных отстойниках: в виде водосливных и сборных лотков на всю ширину желоба. В начале осадочной части устанавлива­
ют входную полупогружную доску для равномерного распределения воды по всему сечению, а в конце — выходную для задерживания на по­верхности воды всплывающих частиц.

Глубину осадочных желобов принимают 1,2—2,5 м, так как при большей глубине нельзя достигнуть равномерного протекания воды по всему поперечному сечению. Сброженный ил удаляют из септической камеры снизу (как в вертикальных отстойниках) через иловую трубу диаметром 200 мм под гидростатическим напором 1,5—1,8 м, считая от центра отверстия иловой трубы до уровня воды.

Осадок, попавший в иловую камеру, подвергается сбраживанию, процесс которого идет в две фазы, чем существенно отличается от про­цесса сбраживания в септиках.

Процесс распада осадка в двухъярусных отстойниках при нормаль­ной их работе (щелочное брожение) идет без выделения дурнопахну - щих газообразных продуктов; зрелый осадок имеет характерный сла­бый запах асфальта или сургуча.

Искусственный подогрев осадка в двухъярусных отстойниках обыч­но не предусматривается. В большинстве случаев для них характерен температурный интервал от 10 до 15° С, поэтому для созревания осадка требуется от 60 до 120 дней. Для предохранения иловой части двухъя­русных отстойников от охлаждения их заглубляют в землю или обсыпа­ют со всех сторон землей. Поверхность сооружений на зиму следует утеплять.

Расчет двухъярусного отстойника

Проточную часть двухъярусного отстойника — осадочный желоб — рассчитывают как горизонтальный отстойник. Задавшись продолжи­тельностью пребывания воды в желобе £=1,5 ч и высотой желоба Я, определяют скорость выпадения и, мм/с, тех взвешенных веществ, кото­рые могут быть задержаны:

" = ТІГ - (4-88)

По соответствующим таблицам в зависимости от концентрации взве­шенных веществ определяют в процентах эффект выпадения взвешен­ных веществ. Обычно он колеблется от 60 до 65%. Объем всех желобов Гж определяют по формуле

= Qt (4.89)

Площадь живого сечения <а одного желоба определяют по формулам:

W™

Со = Bh1--Bh0}2, или со *——— , (4.90)

Ьппж

Где q— расчетный расход, м3/с;

T— продолжительность пребывания воды в желобе, с; b— ширина желоба, м, Hx и h2— высота соответственно прямоугольной и треугольной час­ти желоба, м;

L— длина желоба, м (принимается в соответствии с выбран­ным диаметром типового двухъярусного отстойника); п— число двухъярусных отстойников; Пж— число желобов в отстойнике.

При наклоне нижней грани к горизонту под углом 50° С формула (4.90) может быть преобразована:

2 h2

B = —- и со = б/іг + 0,362. (4.91)

'»'

Поднимающиеся вместе с газами частицы ила всплывают из септи­ческой камеры на поверхность и образуют корку в пространстве, не за­нятом осадочным желобом. Зимой она утепляет сооружение, но, дости­гая большой толщины, мешает правильной его работе, поэтому корку необходимо периодически разбивать и погружать в воду.

Во избежание быстрого накопления корки, а также для получения достаточного объема буферной иловой воды площадь поверхности, не занятая осадочными желобами, должна составлять не менее 20% об­щей площади поверхности двухъярусного отстойника. Расстояние меж­ду наружными стенками соседних осадочных желобов следует прини­мать не менее 0,5 м.

Объем гнилостной камеры принимают в зависимости от продолжи­тельности сбраживания органического вещества, которая, в свою оче­редь, зависит от температуры сточной воды и температуры сбражива­ния. Объем иловой камеры, приходящийся на одного человека, прини­мают в зависимости от средней температуры сточной воды в зимнее время (табл. 4. 29).

Таблица 4 29 Объем септической (иловой) камеры двухъярусных отстойников

2 Объем септической части двухъярусных отстойников для осветления сточной воды при подаче ее на поля фильтрации или коммунальные поля орошения может быть уменьшен, но не бо­лее чем на 20%

Общий объем иловой камеры

Й^обш = гил Nnp, (4.92)

Где NnР—приведенное число жителей.

При наличии производственных сточных вод, состав которых при­ближается к составу бытовых стоков, дополнительный объем иловой ка­меры может быть найден по эквивалентному числу жителей из соотно­шения

N3 = AI 65, (4.93)

Где А— суточное количество сухого вещества в осадке производствен­ных сточных вод, г; 65—количество осадка, г, сухого вещества, приходящееся на одно­го человека в сутки.

Для лучшего сползания сброженного осадка ко дну нижнюю часть иловой камеры делают в виде конуса с углом наклона образующей Ф=30°. Практика эксплуатации показала, что уклон днища целесооб­разно делать еще большим, чем рекомендуется нормативами.

Иловая камера занимает всю коническую часть сооружения и часть цилиндрической.

Прежде всего нужно ВЫЧИСЛИТЬ высоту конической части Акон. При уклоне днища 30° и диаметре отстойника D

Кон — 0,29 £> — 0,2 Tg 30* ж 0,29 £>—0,12, (4.94)

После этого, определив №Кон, найдем высоту иловой камеры в ци­линдрической части двухъярусного отстойника из выражения

^общ—^кон

Ацил ~ " яО»/4 •

Общая строительная высота двухъярусного отстойника Я = ht - f h2 - f ft, - f ftK0H - f /іцил + ft4,

Где h3

(4.95)

Нейтральный слои между гнилостнои камерой и щелью жело­ба, равный 0,5 м;

/г4—возвышение борта двухъярусного отстойника над поверхно­стью воды, равное также 0,5 м. Остальные обозначения приведены в формуле (4.90) и на рис. 4.47.

Конструкции двухъярусных отстойников

В конструктивном отношении двухъярусные отстойники различа­ют по очертанию в плане, числу желобов и числу иловых камер. По

Очертанию в плане эти от­стойники могут быть круг­лые и прямоугольные. По­следние требуют большого расхода материала и менее удобны в эксплуатации. Обычно двухъярусные от­стойники устраивают с дву­мя желобами. Одиночные желоба применяют при ма­лых диаметрах отстойников (до 5—6 м).

Показанный на рис. 4.48 типовой одиночный двухъ­ярусный отстойник имеет осадочные желоба правиль­ной прямоугольной формы в плане. Распределительный лоток и боковой водослив спрямлены и расположены перпендикулярно оси жело­бов. Верхняя часть гребнй водослива имеет обтекае­мую форму, чтобы предот­вратить налипание плаваю­щих предметов. Во избежа­ние образования подпора гребень водослива на входе устраивают на 5 см выше гребня на выходе сточной воды из осадочных желобов. Эти незначительные измене­ния в конструкциях желобов позволяют повысить эффект осаждения взвеси.

Основные размеры типо­вых двухъярусных отстойни -

Рис 4 48 Одиночный двухъярусный отстойник К0В' разработанных институ -

Том Союзводоканалпроект,

/ —■ подающий лоток, 2— Полупогружная доска, „пипапоои о ТоЛп A QO

3— отводящий лоток, 4 —■ выпуск нла ПрИВЄДЄНЬІ В ТЗОЛ. 4.C5U.

Двухъярусные отстойники могут быть железобетонные, кирпичные и деревянные. Наиболее распространены железобетонные. Кирпичные отстойники могут применяться только для малых установок, а деревян­ные— только как временные сооружения размером в плане не более 5X5 м.

Наряду с достоинствами, присущими двухъярусным отстойникам, они имеют и недостатки. Основным недостатком двухъярусных отстой­ников является большой объем септической части, сильно удорожающий всю установку. Большая глубина отстойников делает невыгодным их применение при высоком уровне грунтовых вод. Поэтому их применение целесообразно только для установок пропускной способностью до 10 000 М3/сутки.

Для обработки высококонцентрированных сточных вод разработана (ЛИСИ) новая конструкция — так называемый осветлитель-перегнива - тель (рис. 4.49).

Сточные воды по лотку 1 подаются в центральную трубу 6. Напор воды, равный 0,4—0,6 м, обусловливаемый разностью отметок уровней воды над входом в трубу и в осветлителе, обеспечивает скорость движе­ния воды в центральной трубе 0,5—0,7 м/с, необходимую для засасыва­ния воздуха из атмосферы.

Воздушная смесь из центральной трубы 6 направляется отражатель­ным щитом вверх в камеру флокуляции. Здесь происходят перемеши­вание и самопроизвольная коагуляция сточных вод в течение 20 мин, после чего они поступают в отстойную камеру, где образуется взвешен­ный слой осадка. Продолжительность пребывания воды в отстойной ка­мере не менее 70 мин.

Осветленная вода собирается периферийным лотком 3.

Выпавший на дно осветлителя осадок по трубе 10 направляется в приемный резервуар насосной станции, откуда насосом по трубе 4 по­дается в верхнюю зону перегнивателя, в котором подвергается сбражи­ванию. Выпуск сброженного осадка производится по иловой трубе 12 Через 7—10 суток.

Для предупреждения образования корки в иловой камере осадок ежедневно в течение 3—4 ч перемешивается с помощью насосов. Пере­мешивание осадка способствует интенсификации процесса брожения.

Эффект задержания взвешенных веществ в осветлителе несколько выше, чем в двухъярусных отстойниках, если температура сточных вод относительно постоянна. К числу достоинств осветлителей-перегни - вателей относится также и то, что в отличие от двухъярусных отстой­ников иловая камера в них полностью изолирована от отстойной зоны. Это исключает возможность попадания бродящего осадка в осветлен­ную воду.

ПлQH

I

T

/ — подающий лоток; 2—лоток для удаления корки; 3 — сборный лоток; 4 — илораспределительнач труба; 5 —труба для удаления корки; 6— подающая труба; 7 — отстойная камера; 8 — отражатель­ный щит; 9 — камера флокуляции; 10 — иловая труба; 11 — камера для сбраживания осадка; 12—Тру­ба для удаления сброженного осадка; 13 — лоток для отвода осветленной воды