КАНАЛИЗАЦИЯ

ВТОРИЧНЫЕ ОТСТОЙНИКИ И ИЛОУПЛОТНИТЕЛи

Вторичные отстойники служат для задержания активного ила, по­ступающего вместе с очищенной водой из аэротенков, или для задер­жания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций небольшой пропускной способ­ности обычно применяют вертикальные, а для больших и средних стан­ций — горизонтальные и радиальные вторичные отстойники.

Вертикальные вторичные отстойники конструктивно не отличаются от первичных отстойников, но имеют меньшую высоту.

Расчет вертикальных отстойников состоит в определении их глуби­ны и диаметра по заданным скоростям движения воды V и продолжи­тельности отстаивания t, от которых зависит эффект задержания ила.

Расчет вертикального отстойника производится по общеизвестным формулам:

H = Vt- 3600; (4.278)

F' = W/H. (4.280)

Здесь h— рабочая глубина отстойника, м;

V — скорость движения воды, определяемая по графику, м/с; T — продолжительность отстаивания, ч; W — общий объем проточной части всех отстойников, м3; Q — расход воды, м3/сутки; Кч — коэффициент часовой неравномерности водоотведения; F' —полезная площадь отстойника, м2, равная F—F (где F—■ полная площадь; F — площадь центральной трубы). Продолжительность отстаивания сточной жидкости и максимальная скорость движения жидкости в горизонтальных, вертикальных и ради­альных отстойниках принимаются в зависимости от назначения отстой­ника (табл. 4.56).

Таблица 4.56

Центральную трубу рассчитывают на суммарный расход сточной во­ды q и активного ила при скорости протока не более 30 мм/с; соб­ственно отстойник — только на расход воды q, так как через рабочее се­чение отстойника протекает только очищенная вода, а активный ил, по­ступающий вместе с водой, выпадает на дно и удаляется из отстойника.

Нижняя часть отстойников устраивается пирамидальной или конус­ной для того, чтобы ил хорошо сползал вниз; уклон стенок этой части должен быть не менее 50° (для пирамидальных) и 45° (для конусных).

Между проточной (рабочей) частью отстойника и иловой его частью необходимо предусматривать нейтральный слой высотой 0,5 м.

В тех случаях когда нижний срез центральной трубы размещается в воронкообразной части отстойника, необходимо, чтобы в его сечении на уровне выхода воды из трубы скорость подъема жидкости не пре­вышала 0,8—0,9 мм/с.

Величину зазора между отражательным щитом и центральной тру­бой назначают с таким расчетом, чтобы скорость патока в этом кольце­вом сечении была не более 15 мм/с.

Осадок из вторичных отстойников удаляют под гидростатическим на­пором: для отстойников после капельных и высоконагружаемых био­фильтров — не менее 1,2 м, а для отстойников после аэротенков — не ме­нее 0,9 м.

Объем иловой камеры принимают равным объему выпадающего осадка: для вторичных отстойников после биофильтра — за период не более 2 суток, а для вторичных отстойников после аэротенков — не бо­лее 2 ч.

Диаметры иловых труб для удаления ила или биопленки из отстой­ников следует принимать по расчету, но не менее 200 мм.

На крупных очистных станциях большое распространение получили радиальные вторичные отстойники.

Продолжительность отстаивания в зависимости от величины допу­стимого выноса взвешенных веществ для городских сточных вод можно определить по табл. 4.57.

Таблица 4.57 Вынос взвешенных веществ, мг/л, из вторичных отстойников

Менее точные результаты дает расчет по нагрузкам на зеркало воды в отстойнике. Однако при расширении очистной станции, когда имеются эксплуатационные данные о допустимой нагрузке, этот метод рекомен­дуется в качестве основного. Обычно расчетную нагрузку принимают равной 1,2—1,6 м3 на 1 м2 площади зеркала воды.

Мосводоканалниипроект разработал типовые вторичные радиальные отстойники из сборного железобетона (табл. 4.58).

Таблица 4.58

Вторичный радиальный отстойник диаметром 24 м показан на рис. 4.133. Смесь сточной воды и активного ила по подводящему трубо­проводу диаметром 1200 мм направляется в центральное распредели­тельное устройство. Последнее представляет собой вертикальную сталь­ную трубу, переходящую наверху в плавно расширяющийся раструб, ко­торый оканчивается ниже горизонта воды в отстойнике. Выходя из распределительного устройства, смесь попадает в пространство, ограни­ченное стенками металлического направляющего цилиндра высотой 1,3 м, который обеспечивает заглубленный выпуск иловой смеси в от­стойную зону. Осветленная вода собирается через водослив сборным кольцевым лотком, из которого поступает в выпускную камеру. Актив­ный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидроста-

/-/

Тическим давлением с помощью илососа по трубопроводу в иловую ка­меру. В ней установлен щитовой электрифицированный затвор с подвиж­ным водосливом, обеспечивающим возможность как ручного, так и автоматического регулирования отбора ила из отстойника путем плав­ного изменения гидростатического напора от 0 до 1,2 м.

Работа затвора автоматизируется в зависимости от уровня ила в от­стойнике, который фиксируется датчиком уровня ила с фотосопротив­лением.

Для опорожнения отстойника служит трубопровод.

На рис. 4.134 показан вторичный горизонтальный отстойник станции аэрации г. Зеленограда.

Сточная жидкость подается по трубопроводу и распределяется по ширине коридора с помощью затопленных щелей. Осветленная вода со­бирается через зубчатый водослив в лоток, из которого вода отводится трубой.

В начале отстойника имеется иловый приямок, куда сгребается вы­павший активный ил скребками, прикрепленными к цепям, которые при­водятся в движение от электродвигателя через редуктор.

Из илового приямка активный ил удаляется под гидростатическим

Давлением по иловой трубе. К этой же трубе присоединен трубопровод, служащий для опорожнения отстойника.

Отделение отстойника имеет длину 30 м, ширину 6 м и глубину зоны отстаивания 2,5 м.

ЦНИИЭП инженерного оборудования разработал конструкцию вто­ричного отстойника с периферийным впуском жидкости и илососом с центральным приводом (рис. 4.135).

Иловая смесь подается по трубопроводу 1 в периферийный лоток 2 С расположенными в дне его отверстиями, через которые распределяется жидкость. Затем жидкость направляется с помощью вертикальной коль­цевой перегородки в нижнюю часть зоны отстаивания, оттуда, двигаясь в радиальном направлении и вверх к центру, переливается через зуб­чатый водослив 5. Вода собирается кольцевым лотком 6 и отводится из отстойника по вертикальной трубе.

Выпавший ил удаляется илососом, соединенным с коллектором 10, из которого ил направляется под гидростатическим напором в иловую трубу.

На крупных зарубежных станциях (в Англии, Чехословакии) также применяют вторичные отстойники со скребковыми устройствами. При

Этом влажность удаляемого ила оказывается примерно такой же, как и при удалении его илососами. Такой же способ удаления осадка из вторичных отстойников диаметром 54 м запроектирован для Ново - Курьяновской станции аэрации (Москва). Расчетная пропускная спо­собность одного отстойника составляет 125 000 м3/суіки.

Илоуплотнители. Осаждающийся во вторичных отстойниках актив­ный ил имеет высокую влажность (99,2—99,5%). Основная часть этого
ила поступает на регенерацию и снова подается в аэротенк; этот ил на­зывают рециркуляционным. Так как в результате деятельности микро­организмов масса активного ила непрерывно увеличивается, то обра­зуется так называемый избыточный активный ил, который отделяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую переработку (в метантенки, на обезвоживающие установки, а также для использо­вания в сельском хозяйстве).

Направлять в метантенки огромную массу избыточного активного ила с высокой влажностью нерентабельно, поэтому его предварительно уплотняют. Применяемые для этого сооружения называются илоуплот- нителями. Устройство илоуплотнителей на современных станциях аэра­ции обязательно.

Прирост активного ила зависит от содержания в очищаемой воде взвешенных и растворенных (преимущественно органических) веществ и от эффективности работы первичных отстойников. Чем лучше работа­ют первичные отстойники, тем меньше образуется излишков активно­го ила.

Массу избыточного активного ила на станциях аэрации на полную очистку рекомендуется принимать по табл. 4.59.

Таблица 459

Для определения содержания избыточного активного ила Р, мг/л, можно также пользоваться формулой, предложенной А. А. Карпинским:

Р ~аВ — 6,

Где а — коэффициент, принимаемый равным при работе аэротенков на полную очистку 1,25—1,35 (в среднем 1,3) и на неполную очистку 1 —1,2 (в среднем 1,1); В — вынос взвешенных веществ из первичных отстойников, мг/л; Ъ— вынос активного ила из вторичных отстойников, мг/л. Прирост активного ила колеблется в течение года, уменьшаясь в лет­ние месяцы. Максимальное его содержание Рмакс, мг/л, определяется по формуле

Риака = КР, (4.281)

Где К—коэффициент месячной неравномерности прироста ила, равный 1,15—1,2.

Активный ил уплотняют либо в специально выделенных вертикаль­ных или радиальных отстойниках, либо во вторичных отстойниках (куда поступает смесь очищенной сточной воды с активным илом). Вертикаль­ные илоуловители — обычные вертикальные отстойники — применяются только на станциях, работающих на неполную очистку, где образуется более тяжелый ил.

' Расчет илоуплотнителя ведется на максимальный часовой приток из­быточного активного ила, м3/ч:

(4.282,

26*

ГДе Рмакс — содержание избыточного активного ила, г/м3; Q—расход сточных вод, м3/сутки;

С— концентрация уплотненного избыточного активного ила, г/м3.

Высота проточной части (отстойной) илоуплотиителя, м:

H — 3,6Vt, (4.283)

Где v—скорость движения жидкости, мм/с; T — продолжительность уплотнения, ч. При этом значения концентрации избыточного активного ила, про­должительность отстаивания, скорость движения жидкости в отстоенной зоне принимаются по данным табл. 4.60.

Таблица 4.60

А) иловая смесь из аэротенков с концен­трацией 1,5—3 г/л »

Б) активный ил из вторичных отстойни­ков с концентрацией 3,5—6,5 г/л, , . .

В) то же, с концент­рацией 7—9 г/л « .

Иловая смесь из аэро­тенков, работающих на неполную биологическую очистку, с концентраци­ей 1,5—2,5 Г/л ... .

Не более 0,1

Не более 0,1

Не более 0,2

Полезная площадь поперечного сечения илоуплотиителя

/'пол = <7ж/3,6у, (4.284)

Где <7Ж— максимальное количество жидкости, м3/ч, отделяемой в процес­се уплотнения ила:

<7ж - <?макс FirP2 ; (4.285)

1UU — р2

Рх— влажность поступающего ила, равная 99,2%; р2—влажность уплотненного ила, равная при полной биологиче­ской очистке 98% и при неполной биологической очистке 95%. Площадь поперечного сечения центральной трубы, м2,

<4-286)

Где tfTp— скорость движения жидкости в вертикальной трубе, равная 0,1 м/с.

Общая площадь илоуплотнителя, м2,

Пол Т /тр

А диаметр одного илоуплотнителя, м,

І

Где п — принятое число илоуплотнителей.

Минимальное число илоуплотнителей принимают п=2, наибольший диаметр илоуплотнителя D— 10 м.

Рис. 4.136 Радиальный отстойник - илоуплотнитель Курьяновской станции аэрации

1 — рельсовый путь; 2 — лоток сечением 400X320 мм; 3—центральная труба,

4 — приямок для устранения ила,

5 — мост; 6 — лоток для осветления жидкости; 7 — скребковый механизм;

8 — поступление избыточного ила

Объем иловой части илоуплотнителя

. (4.289)

100 — р2 п

Где 4л — продолжительность пребывания ила в иловой части при вы­грузке его один раз в смену, принимаемая равной 8 ч. Для обеспечения сползания осевшего ила в иловую коническую часть илоуплотнителя угол наклона образующей должен быть не менее 50°. Общая высота илоуплотнителя, м,

Н = A + Ак + Ан + Ащ - f Ав, (4.290)

Где h — высота проточной части, м;

HK — высота конической части отстойника, м; HH— высота нейтральной части, равная 0,3—0,5 м; /гщ—расстояние между центральной трубой и отражательным щи­том, равное 0,5 м; HD — расстояние от уровня воды в илоуплотнителе до верха соору­жения, равное 0,3 м. Применение вертикальных илоуплотнителей для активного ила после полной биологической очистки из-за их неудовлетворительного эффекта работы (до 98% влажности) не рекомендуется. В этом случае лучше применять радиальные илоуплотнители. Опыт их эксплуатации на Курьяновской (рис. 4.136) и Люблинской станциях аэрации показал, что уплотненный ил имеет влажность до 97%.

Полезная площадь поперечного сечения радиального илоуплотните­ля, м2,

^пол = <7макс/<7<ъ (4.291)

Где ^макс—максимальный расход поступающего в сооружение актив­ного ила, м3/ч;

Q0 — расчетная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя, м3/(м2-ч), принимаемая в зависимости от концентрации поступающего на уплотнение активного ила: при С~ = 2...3, г/л <7о=0,5, а при С = 5...8 г/л ^о—0'Д

Диаметр илоуплотиителя определяется по формуле (4.288). Высота рабочей зоны илоуплотиителя

Н == Q0T,

Где t—продолжительность уплотнения; принимается равной: при кон­центрации С=2...3г/л / = 5...8ч, при концентрации С=5...7г/л /=10 ч.

Общая высота илоуплотиителя, м,

Ho6M = H + H + HB, (4.292)

Где И — высота рабочей зоны, м;

H — высота зоны залегания ила и расположения илоскреба или илососа, м (при оборудовании илоскребом H = 0,3 м, при обо­рудовании илососом H = 0,7 м); HB— расстояние от уровня жидкости до верха сооружения, м. Ил должен удаляться непрерывно. Частоту вращения илоскреба при­нимают 0,75—4 ч-1, а илососа — 1 ч-1.

Уклон дна илоуплотиителя принимают при оборудовании илососом г" = 0,003 от центра к периферии, а при оборудовании илоскребом І = 0,01 от периферии к приямку.

При проектировании радиальных илоуплотнителей отношение диа­метра к глубине следует принимать равным 6—7.

Уплотненный ил должен выпускаться непрерывно под гидростатиче­ским напором 0,5—1 м через водослив с порогом переменной высоты.

Илоуплотнители рекомендуется располагать в высотном отношении так, чтобы сливная вода из них могла быть подана в аэротенки само­теком.