Сооружения для очистки сточных вод малой производительности

 

9.2.7.1 Для очистки сточных вод от поселений с нагрузкой до 5000 эквивалентных жителей, отдельно стоящих предприятий, вахтовых поселков, оздоровительно-рекреационных и гостиничных организаций, воинских частей, фермерских хозяйств, и т. п. отличающихся большой неравномерностью поступления сточных вод, низкой температурой и концентрацией загрязняющих веществ допускается применение комплектных установок биологической очистки (либо, при неблагоприятных климатических условиях, либо при сезонной работе - физико-химической очистки) заводского изготовления, при условии гарантии предприятием - изготовителем (поставщиком) необходимого эффекта очистки, согласованного с местными уполномоченными государственными органами санитарно- эпидемиологического и экологического надзора.

9.2.7.2 Очистные сооружения следует применять высокой индустриальной готовности, обеспечивающей минимальное привлечение человеческого труда и при простом управлении всей системой. Очистные сооружения могут комплектоваться:

- тонкослойными отстойниками;

- многокамерными аэротенками;

- флототенками;

- аэротенками с высокими дозами ила;

- флотационными илоотделителями;

- аэробными стабилизаторами осадка и т. п.

9.2.7.3 Технологические процессы перекачки и очистки сточных вод должны быть максимально механизированы и автоматизированы.

9.2.7.4 Санитарно-защитные зоны от сооружений системы водоотведения малой производительности до границ жилой застройки, участков общественных зданий и предприятий пищевой промышленности надлежит принимать минимально допустимым с учетом соответствующих мероприятий, обеспечивающих такое сокращений (размещение сооружений с подветренной стороны по отношению к застройке, устройство закрытых сооружений и т. д.).

9.2.7.5 Для предварительной очистки сточных в автономных системах допускается принимать септики согласно раздела 9.2.6.

9.2.7.6 Для физико-химической очистки сточных вод допускается применять следующие схемы:

а) I - усреднение, коагуляция, отстаивание, фильтрование, обеззараживание;

б) II - усреднение, коагуляция, отстаивание, фильтрование, озонирование.

9.2.7.7 Схема I обеспечивает снижение БПК_полн от 180 мг/л до 15 мг/л, схема; II – от 335 мг/л до 15 мг/л за счет окисления озоном оставшихся растворенных органических веществ с одновременным обеззараживанием сточных вод.

В качестве реагентов следует применять сернокислый алюминий с содержанием активной части не менее: 15 %, активную кремнекислоту (АК); кальцинированную соду; гипохлорит натрия; озон.

9.2.7.8 В схеме I сода и озон исключаются. Дозы реагентов надлежит принимать:

- сернокислого безводного алюминия от 100 мг/л до 110 мг/л;

- АК от 10 мг/л до 15 мг/л;

- хлора должно быть 5 мг/л (при подаче в отстойник) или 3 мг/л (перед фильтром);

- озона от 50 мг/л до 55 мг/л;

- соды от 6 мг/л до 7 мг/л.

9.2.7.9 Для очистки небольших количеств сточных вод следует применять установки:

- аэрационные, работающие по методу полного окисления производительностью до 3,0 тыс. м³/сут;

- аэрационные с аэробной стабилизацией избыточного активного ила производительностью от 0,2 тыс. м³/сут до 5,0 тыс. м³/сут;

- физико-химической очистки производительностью от 0,1 тыс. м³/сут до 5,0 тыс. м³/сут.

Гидроциклоны

9.2.8.1 Для механической очистки сточных вод от взвешенных веществ допускается применять открытые и напорные гидроциклоны.

9.2.8.2 Открытые гидроциклоны необходимо применять для выделения всплывающих и оседающих грубодисперсных примесей гидравлической крупностью свыше 0,2 мм/сек и с коагулированной взвеси. Напорные гидроциклоны следует применять для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей главным образом минерального происхождения.

Гидроциклоны могут быть использованы в процессах осветления сточных вод, сгущения осадков, обогащения известкового молока, отмывки песка от органических веществ, в том числе нефтепродуктов.

При осветлении сточных вод аппараты малых размеров обеспечивают больший эффект очистки. При сгущении осадков минерального происхождения следует применять гидроциклоны больших диаметров (свыше 150 мм).

9.2.8.3 Удельную гидравлическую нагрузку q_hc, м³/(м²×час), для открытых гидроциклонов следует определять по формуле:

(9.22)

 

где u ₀ - гидравлическая крупность частиц, которые необходимо выделить для обеспечения требуемого эффекта, мм/сек;

K_hc - коэффициент пропорциональности, зависящий от типа гидроциклона и равный для гидроциклонов:

- без внутренних устройств равен 0,61;

- с конической диафрагмой и внутренним цилиндром равен 1,98;

 

а) многоярусного с центральными выпусками:

 

(9.23)

 

где n_ti - число ярусов;

D_hc - диаметр гидроциклона, м;

d_en - диаметр окружности, на которой располагаются раструбы выпусков, м;

 

б) многоярусного с периферийным отбором осветленной воды:

(9.24)

 

где n'_ti - число пар ярусов;

d_d - диаметр отверстия средней диафрагмы пары ярусов, м.

 

9.2.8.4 Производительность одного аппарата Q_hc, м³/час, следует определять по формуле:

 

(9.25)

9.2.8.5 Удаление выделенного осадка из открытых гидроциклонов следует предусматривать непрерывное под гидростатическим давлением, гидроэлеваторами или механизированными средствами. Всплывающие примеси, масла и нефтепродукты необходимо задерживать полупогруженной перегородкой.

9.2.8.6 Расчет напорных гидроциклонов надлежит производить исходя из крупности задерживаемых частиц d и их плотности.

Диаметр гидроциклона D_hc следует определять по Таблице 9.11.

9.2.8.7 Основные размеры напорного гидроциклона следует подбирать по данным заводов-изготовителей.

Давление на входе в напорный гидроциклон надлежит принимать:

- при одноступенчатых схемах осветления и сгущения осадков и многоступенчатых установках, работающих с разрывом струи от 0,15 МПа до 0,4 МПа;

- при многоступенчатых схемах, работающих без разрыва струи от 0,35 МПа до 0,6 МПа.

Число резервных аппаратов следует принимать при очистке сточных вод и уплотнении осадков, твердая фаза которых не обладает абразивными свойствами:

- один - при числе рабочих аппаратов до 10;

- два - при числе до 15;

- по одному на каждые десять при числе рабочих аппаратов свыше 15;

- при очистке сточных вод и осадков с абразивной твердой фазой 25% числа рабочих аппаратов.

9.2.8.8 Производительность напорного гидроциклона Q_hc, м³/час, назначенных размеров следует рассчитывать по формуле:

 

(9.26)

 

где g - ускорение силы тяжести, м/сек²;

D P - потери давления в гидроциклоне, МПа;

d_en, d_ex - диаметры питающего и сливного патрубков, мм.

 

9.2.8.9 В зависимости от требуемой эффективности очистки сточных вод и степени сгущения осадков обработка в напорных гидроциклонах может осуществляться в одну. Две или три ступени путем последовательного соединения аппаратов с разрывом и без разрыва струи.

Для сокращения потерь воды с удаляемым осадком шламовый патрубок гидроциклона первой ступени следует герметично присоединять к шламовому резервуару.

 

Таблица 9.11 - Значения диаметров циклона

Dhc, мм

d, мм

от 8 до 25

от10 до 30

от15 до 35

от18 до 40

от 20 до 50

от 25 до 60

от 30 до 70

от 35 до 85

от 40 до110

от 45 до 150

от 50 до 170

от55 до 200

 

9.2.8.10 На первой ступени следует использовать гидроциклоны больших размеров для задержания основной массы взвешенных веществ и крупных частиц взвеси, которые могут засорить гидроциклоны малых размеров, используемые на последующих ступенях установки.

Центрифуги

9.2.9.1 Осадительные центрифуги непрерывного или периодического действия следует применить для выделения из сточных вод мелкодисперсных взвешенных веществ, когда для их выделения не могут быть применены реагенты, а также при необходимости извлечения из осадка ценных продуктов и их утилизации.

9.2.9.2 Центрифуги непрерывного действия следует применять для очистки сточных вод с расходом до 100 м³/час, когда требуется выделить частицы гидравлической крупностью:

- до 0,2 мм/сек (противоточные);

- до 0,05 мм/сек (прямоточные);

- центрифуги периодического действия для очистки сточных вод, расход которых не превышает 20 м³/час, и при необходимости выделения частиц гидравлический крупностью от 0,05 мм/сек до 0,01 мм/сек.

При этом концентрация механических загрязняющих веществ не должна превышать значений от 2 г/л до 3 г/л.

9.2.9.3 Подбор необходимого типоразмера осадительной центрифуги необходимо производить по величине требуемого фактора разделения Fr, при котором обеспечивается наибольшая степень очистки.

Фактор разделения Fr и продолжительность центрифугирования t_cf, с, следует определять по результатам экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях.

9.2.9.4 Объемную производительность центрифуги Q_cf, м³/час, надлежит рассчитывать по формуле:

(9.27)

 

где W_cf - объем ванны ротора центрифуги, м³;

K_cf - коэффициент использования объема центрифуги, принимаемый равным от 0,4 до 0,6.

Флотационные установки

9.2.10.1 Флотационные установки надлежит применять для удаления из воды взвешенных веществ, ПАВ, нефтепродуктов, жиров, масел, смол и других веществ, осаждение которых малоэффективно.

9.2.10.2 Флотационные установки также допускается применять:

- для удаления загрязняющих веществ из сточных вод перед биологической очисткой;

- для отделения активного ила во вторичных отстойниках;

- для глубокой очистки биологически очищенных сточных вод;

- при физико-химической очистке с применением коагулянтов и флокулянтов;

- в схемах повторного использования очищенных вод.

9.2.10.3 Напорные, вакуумные, безнапорные, электрофлотационные установки надлежит применять при очистке сточных вод с содержанием взвешенных веществ свыше 100 мг/л до 150 мг/л (с учетом твердой фазы, образующейся при добавлении коагулянтов). При меньшем содержании взвесей для фракционирования в пену ПАВ, нефтепродуктов и др. и для пенной сепарации могут применяться установки импеллерные, пневматические и с диспергированием воздуха через пористые материалы.

9.2.10.4 Для осуществления процесса разделения фаз допускается применять прямоугольные (с горизонтальным и вертикальным движением воды) и круглые (с радиальным и вертикальным движением воды) флотокамеры.

Объем флотокамер складывается из:

- объемов рабочей зоны (глубина от 1,0м до 3,0 м);

- зоны формирования и накопления пены (глубина от 0,2 м до 1,0 м);

- зоны осадка (глубина от 0,5 м до 1,0 м).

Гидравлическая нагрузка должна составлять от 3 м³/(м²×час) до 6 м³/(м²×час). Число флотокамер должно быть не менее двух, все камеры рабочие.

9.2.10.5 Для повышения степени задержания взвешенных веществ допускается использовать коагулянты и флокулянты. Вид реагента и его доза зависят от физико-химических свойств обрабатываемой воды и требований к качеству очистки.

9.2.10.6 Влажность и объем пены (шлама) зависят от исходной концентрации взвешенных и других загрязняющих веществ и от продолжительности накопления ее на поверхности (периодический или непрерывный съем).

Периодический съем следует применять в напорных, безнапорных и электрофлотационных установках. Расчетную влажность пены следует принимать;

- при непрерывном съеме от 96% до 98%;

- при периодическом съеме с помощью скребков транспортеров или вращающихся скребков от 94% до 95%;

- при съеме шнеками и скребковыми тележками от 92% до 93%.

В осадок выпадает от 7% до 10% задержанных веществ при влажности от 95% до 98%. Объем пены (шлама) W_mud при влажностью от 94% до 95% может быть определен по формуле (% к объему обрабатываемой воды):

 

(9.28)

 

где C_en - исходная концентрация нерастворенных примесей, г/л.

 

9.2.10.7 При проектировании установок импеллерных, пневматических и с диспергированием воздуха через пористые материалы необходимо принимать:

- продолжительность флотации от 20 мин до 30 мин;

- расход воздуха при работе в режиме флотации от 0,1 м³/м³ до 0,5 м³/м³;

- расход воздуха при работе в режиме пенной сепарации от 3 м³/м³ до 4 м³/м³ (от 50 л до 500 л на 1,0 г извлекаемых ПАВ) или от 30 м³/(м²×час) до 50 м³/(м²×час);

- глубину воды в камере флотации от 1,5 м до 3,0 м;

- окружную скорость импеллера от 10 м/сек до 15 м/сек;

- камеру для импеллерной флотации квадратную со стороной, равной 6 D (D - диаметр импеллера от 200 мм до 750 мм);

- скорость выхода воздуха из сопел при пневматической флотации от 100 м/сек до 200 м/сек;

- диаметр сопел от 1,0 мм до 1,2 мм;

- диаметр отверстий пористых пластин от 4 мкм до 20 мкм;

- давление воздуха под пластинами от 0,1 МПа до 0,2 МПа.

9.2.10.8 При проектировании напорных флотационных установок следует принимать:

а) продолжительность флотации от 20 мин до 30 мин;

б) количество подаваемого воздуха, извлекаемых загрязняющих веществ:

- 40 л/кг при исходной их концентрации C_en менее 200 мг/л;

- 28 л/кг при C_en равно 500 мг/л;

- 20 л/кг при C_en равно 1000 мг/л;

- 15 л/кг при C_en равно от 3 г/л до 4 г/л;

в) схему флотации с рабочей жидкостью, если прямая флотация не обеспечивает подачу воздуха в нужном количестве;

г) флотокамеры:

- с горизонтальным движением воды при производительности до 100 м³/час,

- с вертикальным до 200 м³/час;

- с радиальным до 1000 м³/час;

д) горизонтальную скорость движения воды в прямоугольных и радиальных флотокамерах не более 5 мм/сек;

е) подачу воздуха через эжектор во всасывающий патрубок насоса при небольшой высоте всасывания (до 2 м) и незначительных колебаниях уровня воды в приемном резервуаре (от 0,5 м до 1,0 м), компрессором в напорный бак - в остальных случаях.

 

Дегазаторы

 

9.2.11.1 Для удаления растворенных газов, находящихся в сточных водах в свободном состоянии, надлежит применять дегазаторы с барботажным слоем жидкости, с насадкой различной формы и полые распылительные (разбрызгивающие) аппараты.

9.2.11.2 Работа дегазаторов допускается при атмосферном давлении или под вакуумом. Для интенсификации процесса в дегазатор следует вводить воздух или инертный газ.

9.2.11.3 Количество вводимого воздуха на один объем дегазируемой воды при работе под вакуумом или атмосферном давлении следует принимать соответственно для аппаратов:

- с насадкой от 3 объемов до 5 объемов;

- барботажного от 5 объемов до 15 объемов;

- распылительного от 10 объемов до 20 объемов.

9.2.11.4 Высоту рабочего слоя насадки следует принимать от 2 м до 3 м, барботажного слоя не более 3 м, в распылительном аппарате 5 м. В качестве насадки допускается применять кислотоупорные керамические кольца размером 25 мм х 25 мм х 4 мм или деревянные хордовые насадки.

9.2.11.5 Для колонных дегазаторов отношение высоты рабочего слоя к диаметру аппарата должно быть не более 3 при работе под вакуумом и не более 7 при атмосферном давлении, для барботажных аппаратов отношение длины к ширине не более 4.

9.2.11.6 Аппараты с насадкой надлежит применять при содержании взвешенных веществ в дегазируемой воде не более 500 мг/л, барботажные и распылительные - при большем их содержании.

9.2.11.7 Для распределения жидкости в аппаратах надлежит использовать центробежные насадки с выходным отверстием 10 мм ´20 мм.

9.2.11.8 Количество удаляемого газа W_g, м³, следует определять по формуле:

 

(9.29)

 

где F_f - общая поверхность контакта фаз, м²;

K_x - коэффициент массопередачи, отнесенный к единице поверхности контакта фаз или поперечного сечения аппарата и принимаемый по данным научно-исследовательских организаций.