Тема 6. Очистка стічних вод від дисперсних (механічних) домішок.

6. 1. Первинні відстійники.

6.2. Пісколовки.

6.3. Решітки.

Основні терміни: відстійник, шнек, скребок, лоток, грати, решітка, прояснення, пісколовка, пульпа, шлам.

6. 1. Первинні відстійники.

Вибір типу і конструкції відстійників залежить від кількості і складу виробничих стічних вод, що надходять на очистку, характеристик осаду, що утворюється (ущільнюємість, транспортуємість) і від місцевих умов будівельного майданчика очисних споруд. У кожнму конкретному випадку вибір типу відстійників повинний визначатися в результаті техніко-економічного порівняння декількох варіантів. Число відстійників варто приймати не менше двох, але і не більше чотирьох, йдучи по шляху збільшення габаритів відстійників, тому що вартість одиниці об'єму великогабаритних відстійників менше, ніж малогабаритних.

Вертикальні первинні відстійники призначені для освітлення побутових і близьких до них по складу виробничих стічних вод (а також їхньої суміші), що містять грубодисперсні домішки. Вертикальний відстійник з нисхідно-висхідним потоком стічної води являє собою круглий резервуар з периферійним лотком для збору проясненої води.

Пропускна здатність вертикального відстійника діаметром 9 м при початковій концентрації зважених речовин 300 мг/л, ступеня осветления 50 % і мінімальній температурі стічної води 20 °С складає 196 м3/год.

Стічна вода надходить через лоток, що подає у водорозподільний лоток відстійника, розташований на внутрішній стороні напівзаглибленої циліндричної перегородки, що поділяє площу відстійника на дві рівні частини. Глибина занурення перегородки дорівнює 2/з робочі висоти відстійника. Водорозподільний лоток має зубцюватий водозлив. В міру просування від перегородки до центра стічна вода опускається вниз, розподіляючись по всьому перетині внутрішньої циліндричної частини відстійника. Спливаючі речовини збираються в лійки для збору речовин, що плавають, і періодично видаляються в муловий колодязь при піднятті рівня води у відстійнику.

Інтенсивний поділ рідкої і твердої фаз відбувається на повороті потоку в нижній частині відстійника. Далі стічна вода рухається у вертикальному напрямку в просторі між перегородкою і стінкою відстійника, де також відбувається осадження зважених речовин. Дійшовши до верха відстійника, прояснена вода виливається через зубцюватий водозлив у водозбірний кільцевий лоток і виводиться з відстійника. Осад видаляється під гідростатичним тиском по муловій трубі в муловий колодязь.

У відстійнику забезпечується значне зниження швидкості спадного потоку, що сприяє ефективному осадженню зважених речовин. Зменшення циркуляції веде до збільшення коефіцієнта використання обсягу відстійників до 0,65.

Вертикальний відстійник цього типу збільшує ступінь затримки зважених речовин до 60—70 % чи при збереженні ступеня освітлення звичайного вертикального відстійника збільшує пропускну здатність приблизно в 1,5 рази.

Горизонтальні первинні відстійники застосовуються в складі станцій очищення побутових і близьких до них по складу виробничих стічних вод і призначені для виділення зважених речовин з води, що пройшла решітки і пісколовки.

Стічні води надходять у відстійники з розподільного лотка, що аерується,  проходять впускний лоток, і відводяться збірним лотком із двостороннім водозливом. Осад згрібається в муловий приямок скребковим механізмом і видаляється плунжерними насосами.  Речовини, що плавають, збираються скребковим механізмом при зворотному ході і видаляються наприкінці відстійника через поворотну трубу з шпариновидними прорізами. Плаваючі речовини, що надійшли в збірний колодязь, відкачуються для спільної обробки з осадом. Відстійники цього типу застосовують для очисних станцій із пропускною здатністю 20 тис. м3/добу і більше.

Механізм для згрібання осаду в горизонтальних відстійниках являє собою балку трубчастого перетину, що установлена на два візки, що рухаються безпосередньо по бетонному борту відстійника. До балки кріпиться шкребок маятникового типу. Зворотно-поступальний рух механізму здійснюється за допомогою редукторного приводу. Електродвигун через зубчасту передачу передає момент, що крутить, фрикційним барабанам, що пересувають механізм по двом направляючим канатам. Для зміни швидкості пересування механізму передбачені змінні шестірні. Запасовка канатів виробляється через систему блоків.

Для відключення приводу при обриві каната є кінцеві вимикачі, установлені на динамометрах. У крайніх положеннях ходу механізму встановлюються кінцеві вимикачі, за допомогою яких змінюється напрямок обертання приводу і рух механізму, що має реверсивний хід.

У порівнянні з типовими шкребки з канатним приводом мають наступні переваги: відсутність дефіцитних ланцюгів; значне зниження металоємності (у 3 рази); наявність стаціонарного приводу, що забезпечує надійний токопідвід, простота виготовлення, зручність монтажу й експлуатації.

Дослідження показують, що прямокутні горизонтальні відстійники кращі, чим круглі. Прямокутні відстійники мають визначені переваги у випадку, коли їхнє число досягає двох чи більше, і вони мають загальну стінку. У таких відстійниках можна здійснити більш швидке видалення осаду. Відомо, що швидке видалення осаду важливо для рівномірної й ефективної роботи очисної станції, і в зв'язку з цим вибирають частіше прямокутну форму відстійників у плані. У них відсутні рухливі механізми, що знаходяться під водою. Необхідна площа земельної ділянки для прямокутних відстійників менше, ніж для круглих.

Радіальні первинні відстійники з центральним впуском води (табл застосовуються для очищення побутових і близьких до них по складу виробничих стічних вод. До складу комплексу радіальних відстійників діаметром 30 м входять насосна станція, розподільна чаша і два жирозбірника У будівлі насосної станції розміщені три плунжерних насоси для відкачки осаду, два насоси для відкачки спливаючих домішок і спорожнювання й один насос для подачі промивної води.

Спіральний шкребок для первинних радіальних відстійників призначений для згрібання осаду, що  випадає  на  дно  відстійника,  до центрального приямка для видалення осаду з відстійника. Механізм шкребка складається з наступних основних вузлів: приводного  візка, ферми, центральної опори, зірки,  спірального  шкребка,  кільцевого струмоприймача, пристрою для збору речовин, що плавають.

Відмінною рисою механізму є наявність спірального шкребка, виконаного у виді логарифмічної спіралі і шарнірно з'єднаного з конструкцією ферми.

Спіральний шкребок має наступні переваги в порівнянні з типовим: спрощена конструкція і знижені металоємність і трудоємність виготовлення; унаслідок збільшення висоти шкребка продуктивність по осаду зростає на 20%; конструкція забезпечує запобігання шкребка від поломок при перевантаженнях.

Радіальні первинні відстійники з обертовим водорозподільним пристроєм. У звичайних радіальних відстійниках через недосконалість розподілу стічної води використання зони відстоювання споруд не перевищує 50 %. При цьому спостерігається підвищення швидкості руху стічної води, що значно погіршує ефективність їхньої роботи.

Використання обертових розподільних пристроїв значною мірою усуває ці недоліки: проточні швидкості знижуються до мінімальних (відстоювання відбувається в статичних умовах), практично цілком використовується зона відстоювання.

Ці відстійники застосовуються для очищення міських і виробничих стічних вод у широкому діапазоні пропускної здатності.

Завдяки досконалому гідравлічному режиму відстійники з обертовим водорозподільним пристроєм можуть прийняти гідравлічне навантаження, у 1,5 рази перевищуючу навантаження на звичайні радіальні відстійники при рівній ефективності відстоювання; вони мають меншу, чим радіальні відстійники, глибину, рівну 2—2,5 м, що забезпечує значне скорочення їхнього будівельного об'єму.

Цей відстійник  складається з плоского циліндричного резервуару з центральним підведенням і відводом води. У верхній частині споруди розміщається обертовий розподільний пристрій у виді затоплених розподільного і водозбірного лотків, котрі розділені криволінійною перегородкою. Розподільний лоток має із зовнішньої сторони ряд струмоспрямовуючих лопаток; водозбірний лоток має затоплений водозлив.

Відстійник обладнається жирозбірником, мулошкребком і мулопроводом.

Розподільний пристрій обертається з частотою, рівною частоті обертання виходу стічної води з нього, що забезпечує в зоні відстоювання умови, близькі до стану спокою. Одночасно відстояна вода зливається через водозлив у водозбірний лоток і по дюкеру відводиться із споруди.

Ефективність їхньої роботи може бути збільшена при устаткуванні їх камерами флокуляції, що виконують також функції преаераторів.

Застосування камер флокуляції дозволить збільшити ефективність очищення води в первинних відстійниках по БПК на 20—30 %, що відповідно скоротить обсяг аеротенків і експлуатаційні витрати на біологічне очищення.

Радіальні первинні відстійники з периферійним впуском води застосовуються для механічного очищення побутових і виробничих стічних вод. Вони можуть бути також реконструйовані зі звичайних радіальних відстійників з центральною подачею води.

Ступінь очищення стічних вод від зважених речовин при однаковій тривалості відстоювання при цьому підвищується в 1,2—1,3 рази. При однаковому ступені очищення пропускна здатність у залежності від концентрації зважених речовин у вихідній воді і необхідному ефекті очищення збільшується в 1,3—1,6 рази.

Стічні води надходять у зону відстоювання з малими швидкостями. Розподільний пристрій являє собою периферійний кільцевий лоток з донними отворами чи може бути з зубцюватим водозливом і напівзаглибленою перегородкою, обрамлений бортом відстійника. У цій зоні відбувається швидке гасіння енергії вихідних струменів, виділення і затримка речовин, що плавають. Діаметр зовнішньої стінки кільцевого лотка визначається звичайно з розрахунку навантаження стічної води не більше 20 м3/год на 1 м2 кільцевої зони.

Для збору і видалення домішок, що спливли, передбачаються два бункери, один із яких встановлюється в центральній частині відстійника, а другий — у кільцевій зоні.

Відвід проясненої води здійснюється за допомогою центрального кільцевого лотка з двостороннім ізливом у нього чи через щілинні отвори в центральній трубі. Розрахункова тривалість перебування води у відстійнику приймається з урахуванням кінетики осадження зважених речовин орієнтовно протягом 1 год.

Багатополичні згущувачі призначаються для освітлення висококонцентрованих виробничих стічних вод збагачувальних фабрик кольорової металургії і згущення продуктів збагачення. Багатополичний згущувач складається з циліндричного корпуса, периферійного лотка для відводу проясненої стічної води, центральної труби для подачі вихідної висококонцентрованої стічної води, розсікателя потоку, скребкового механізму, вала скребкового механізму, набивного сальника, засувки трубопроводу для відводу згущеного концентрату, бортика, багатополичного блоку, підкосу для підтримки багатополичного блоку, конічного днища.

Вихідна висококонцентрована стічна вода із вмістом зважених речовин 20—60 г/л по центральній трубі, що наприкінці має розтруб і розсікач потоку, подається в зону гравітаційного осадження згущувача, а потім надходить у зону тонкошарового відстоювання. Прояснена в тонкому шарі стічна вода переливається в периферійний лоток, а осад за допомогою скребкового механізму згрібається до центра і видаляється трубопроводом згущеного концентрату на другу стадію зневоднювання (центрифуги, прес-фільтри, вакуум-фільтри і ін.).

Для ефективної роботи первинних відстійників і запобігання виносу зважених речовин має велике значення рівномірний розподіл між відстійниками загального перемінного припливу стічних вод на спорудження, що досягається автоматичним регулюванням положення відповідних затворів і шиберів на каналах, що підводять.