Класифікація і вибір методів очищення стічних вод.

 

Методи застосовувані для очищення стічних вод, розділяють на три групи: механічні, біологічні, фізико-хімічні. Для ліквідації бактеріального забруднення стічних вод застосовують їхнє знезаражування (дезінфекцію).

Для очищення міських стічних вод, точніше стічних вод населених місць спільно зі стоками промпідприємств (минулих локальне очищення), застосовують в основному механічне очищення і біологічну.

Фізико-хімічні методи очищення використовують головним чином для доочищення міських стічних вод і очищення промстоків у безстічних чи системах на локальних очисних спорудженнях з наступним напрямком у міську каналізацію.

Вибір методу очищення залежить від необхідного ступеня очищення, характеру забруднень стічних вод і конкретних місцевих умов. В окремих випадках може проектуватися тільки механічне очищення з обов'язковою дезінфекцією очищеної води, в основному ж для очищення міських стічних вод застосовується біологічне очищення, що визначає наявність споруджень по механічному очищенню.

Схеми очищення побутових стічних вод і рекомендації з застосування окремих видів основних споруджень механічного і біологічного очищення стічних вод приведені в Довіднику по очищенню природних і стічних вод /Л.Л.Пааль (стор. 312-315).

 

Механічне очищення міських стічних вод.

 

Механічне очищення стічних вод звичайно передує біологічному чи фізико-хімічному очищенню. Спорудження механічного очищення містять у собі: ґрати чи сита для затримки найбільш великих забруднень; піскоуловлювачи для уловлювання мінеральних забруднень, в основному піску, відстійники й прояснювачи для відстоювання тонкодиспергованих нерозчинених забруднень.

Прийомна камера чи колодязь-заспокоювач призначені для прийому стічних вод з напірного трубопроводу з метою гасіння швидкості потоку рідини. Камера передбачається на надходження стічних вод по одному чи двом трубопроводам і розташовується, звичайно, у насипі висотою до 5 метрів. Вибір типорозміру камери виробляється в залежності від пропускної здатності, діаметра і кількості напірних трубопроводів по довідковій літературі

 

Ґрати

 

Ґрати встановлюються на всіх очисних станціях і служать для затримки і подальшого здрібнювання на дробарках великих відходів, після чого здрібнені покидьки повертаються в канал перед ґратами.

Ширину прозорів ґрати приймають рівної 16мм, кількість покидьків, що знімаються

8 л на людину в рік, об'ємну вагу покидьків - 750 кг/м³, вологість 80%, коефіцієнт годинної нерівномірності k_r=2.Для зручності очищення ґрати встановлюються під кутом 60⁰.

При кількості покидьків, що знімаються, 0,1 ^м3/доба застосовуються ґрати з ручним очищенням. Видалення покидьків для їхнього знешкодження виробляється в спеціальних контейнерах.

Для великих витрат одержали поширення ґрат механічні поворотні типу МГТ конструкції Гіпрокомунводоканалу і механізовані малогабаритні вертикальні РМВ конструкції Мосводоканалндіпроекту. Для здрібнювання покидьків стічних вод застосовують дробарки молоткові типу Д. В даний час знайшла застосування більш зроблена схема дроблення покидьків із застосуванням комбінованих решіток-дробарок типу РД. При застосуванні решіток-дробарок цілком механізується процес грубого механічного очищення стічних вод.

При наявності в стічних водах волокнистих включень застосовуються стрічкові чи барабанні сита. Очищення сит від затриманих покидьків виробляється чи водою за допомогою щіток.

Будинок ґрат можна вибрати по каталозі.

У будинку ґрат повинні бути встановлені ще дробарки, насос для подачі робочої води до дробарок і гідроелеваторів. На розгалуженнях установлюються щитові затвори типу шандора, а потім затвори з електродвигуном. Покидьки в дробарку подаються по стрічковому транспортері, не підлягаючому дробленню покидьки по шляху віддаляються за межі очисних споруджень.

На транспортер покидьки попадають із сортувального столика, куди їх витягають механічними граблями.Транспортер подає покидьків на дробарку Д - 3 (Q = 1 т/година, на 1 т покидьків - 40 м³ води).Вітчизняна промисловість випускає ґрати типу РД - 100, РД - 200, РД - 400, РД - 600. У них сполучені функції ґрат і дробарки, РД призначені для затримки і здрібнювання покидьків безпосередньо в потоці стічної рідини.Ґрати - дробарки РД - 100, РД - 200, установлюють безпосередньо на трубопроводі, що подає; РД -400, РД - 600 і КРД на каналах із пристроєм спеціальних камер. КРД - круглі ґрати - дробарка: Q = 25 - 40 тис. м³/доб. Характеристики ґрат - дробарок приведені в Довіднику проектувальника табл. 11.2. РД можуть встановлюватися в чи будинку на вулиці.

 

Піскоуловлювачи

 

Піскоуловлювачи призначені для виділення зі стічних вод важких мінеральних домішок (головним чином піску). Піскоуловлювачи застосовуються тому, що при спільному виділенні у відстійнику мінеральних і органічних домішок, утрудняється видалення осаду з відстійників і його подальша обробка. Піскоуловлювачи застосовуються при витраті стічних вод >100 м³/доб.Проектують піскоуловлювачи таким чином, щоб у них випав пісок і інші мінеральні частки, але не випали органічні забруднення.Піскоуловлювачи бувають з горизонтальним рухом води, з тангенціальним, вертикальні і щілинні.У нас найбільше застосування знайшли піскоуловлювачи з горизонтальним рухом води:

· с прямолінійним рухом > 60 тис. м³/сут.

· с круговим рухом води до 60 тис. м³/сут.

· аеруєми (розвиток тангенціальних) С_ВЗВ > 300 мг/дм, жири.

У піскоуловлювачах затримується пісок з гідравлічною крупностю U₀=18-24 мм/с. (0,2 - 0,25); = 1,5 т/м³; вологістю 60%. У піскоуловлювачах віддаляється 0,02 л/людини в добу.

У зимовий час через застигання жир піскоуловлювач працює в 5 - 6 разів гірше.Очисні спорудження проектують на несприятливий період. Тому ефект затримки зважених на піскоуловлювачі не враховується при розрахунку відстійників. Для побутових стічних вод швидкість у піскоуловлювачі 0,15...0,3 м/с відповідно при max і min припливі стічних вод, тривалість перебування 60...30 с. При > 0,3 - виносяться мінеральні забруднення. Але навіть при дотриманні цих умов пісок, що випав, містить деякі кількості органічних речовин, тому необхідно передбачити заходу щодо відмивання піску.

 Для нормальної роботи піскоуловлювачів велике значення має своєчасне видалення піску. Осілий пісок зрушується до приямка, розташованому на початку споруджень, шкребками, при цьому відбувається його часткове відмивання. З приямка пісок віддаляється чи гідроелеватором пісковим насосом (якщо W_піска < 0,1 м³/доб допускається ручне видалення піску). Експлуатація цих піскоуловлювачів показала,що вони працюють ефективно при вирівнюванні середніх швидкостей по довжині піскоуловлювачі, що досягається застосуванням одиночних плоских ґрат у вхідного пристрою, виконаних з дерев'яних стрижнів шириною 15 см із прозорами 6см. Перед подачею в піскові бункера пісок промивають у гідроциклонах, встановлених над бункерами. Необхідний напір пульпи перед гідроциклонами 20 м.

Основні розміри піскоуловлювачів приводяться в довідковій літературі.

Піскоуловлювач з ПРЯМОЛІНІЙНИМ РУХОМ ВОДИ.

 

шибер

шибер

L= 9, 15, 18 м. _{НАПІРНОМУ ТР-ДІ} = 1,5 2 м/с. Робоча рідина: на 1 м³ піску - 20 м³ води.

 

Піскоуловлювач З КРУГОВИМ РУХОМ ВОДИ.

	I - I

I

I

5

4

3

2

10

9

8

7

6

1

2

5

3

9

1. гідроелеватор;

2. трубопровід відводу спливаючих домішок;

3. жолоб;

4. затвори;

5. лоток, що підводить;

6. пульпопровід;

7. трубопровід робочої рідини;

8. камера переключення;

9. пристрій для збору спливаючих домішок;

10.лоток, що відводить;

11.напівзаглибні щити.

 

Q до 60 тис. м³/сут; L= 12 і 18 м.

Піскоуловлювач компактний. Проектується тільки жолоб.

 

АЕРАЦІЙНИЙ піскоуловлювач.

Q_{ВОЗ Д} = 5м³ на 1 м² у годину. Мають велику глибину. t = 2 - 3 хв.

	I - I

I

I

I= 0.02

8

2

3

5

6

1

7

11

10

9

700

3

4

1

1. Повітрявід;

2. Трубопровід для гідрозмиву;

3. Змивний трубопровід зі сприсками;

4. Аератори;

5. Пісковий лоток;

6. Пісковий бункер;

7. Засувки;

8. Гідроелеватори;

9. Відбивні щити;

10.Відділення піскоуловлювача;

11.Щитові затвори.

 

ЩІЛИННий піскоуловлювач.

щелини

 

Продуктивність до 1000 м³/сут.

Провалюється не весь пісок (1/3; 1/4 частина) в основному великі частки.

 

ЗНЕВОДНЮВАННЯ ПІСКУ.

 

Пісок по трубопроводу рухається з великою кількістю води, тому його необхідно збезводнювати. Для цих цілей застосовуються: піскові площадки, бункера, гідроциклони, шнекові центрифуги.

Піскові бункери  застосовуються для станцій з Q  75 тис. м³/сут.; V_{ТИП,БУНК,}= 2,5 м³; t = 1,5 - 9 доби. Для промивання піску застосовуються напірні гідроциклони. Піскові площадки знайшли найбільше застосування. Навколо площадок передбачаються валики, що обгороджують, h = 1 - 2 м. Розміри площадок приймаються з умови навантаження на них 3 м³/м²рік з періодичним вивантаженням підсушеного піску. Висота напуску до 3 м/рік.

Вода віддаляється через камери з водозливами і перекачується в канал перед піскоуловлювачем. R_РАСТ  10 м, ширина площадки не може бути > 20 м. Число площадок не < 3 - х.

 

 

ВІДСТІЙНИКИ.

 

Служать для виділення грубодисперсних домішок, що під дією гравітаційних сил осідають на дно чи відстійника спливають на його поверхню.

Відстійники можуть бути:

· первинні - перед спорудженнями біологічного очищення;

· вторинні - після біологічного очищення;

· вертикальні;

· горизонтальні;

· радіальні;

· комбіновані:

1. двох'ярусні (відстійники + септик);

2. прояснювачи (відстійник + біокоагулятор);

3. прояснювачи - перегнювачи (відстійник + біокоагулятор + септик;

· тонкошарові:

1. прямоточні;

2. протиточні;

3. перехресної системи.

Рекомендації СНиП 2.04.03-85 застосовні тільки для очищення побутових стічних вод чи якщо міських стоків не < 60%. Концентрація зважених речовин, що надходять на аеротенк повинна бути 70  С_ВЗВ  150 мг/дм³. Якщо С_ВЗВ у цих межах то часточки встигають обростити мікроорганізмами й утворити активний іл. Вік активного мулу повинний бути не менш 8 доби. При С_ВЗВ > 150 мг/дм³ утвориться псевдомул (фіктивний мул). Цей мул не встигає обростити мікроорганізмами - молодої іл. Він має погані седиментаційні властивості, низькою нітрифікацією, відбувається винос зважених речовин із вторинних відстійників.При С_ВЗВ > 150 мг/дм менше стійкість мулу до залпових забруднень. Потрібні жироуловлювачи, тому що жирові частки, причепивши до мулу пройдуть через вторинні відстійники.

Якщо С_ВЗВ  70 мг/дм - то мул більш старий і менш активний, але в ньому велика розмаїтість мікроорганізмів.

 

ВЕРТИКАЛЬНІ ВІДСТІЙНИКИ.

 

Найбільше поширення одержали відстійники з центральною розподільною трубою.

Н = 6...9 м, k_set = 0,35 (коефіцієнт використання обсягу), 100мм/с (проектується на 30 мм/з інакше відбувається підсмоктування пухирців повітря), =0,7мм/з, t_отс = 0,5...1,5 година, кількість осаду 0,8 л/доб на людину.

Нагромаджувач осаду розрахований на 2-х добовий обсяг. Осад віддаляється під гідростатичним тиском через мулову трубу  200 мм; Р = 95%. Q_СУТ  30 тис. м³/доб.

 

2

4

1

1

8

2

5

3

5

6

8

7

3

1.Лоток подачи води; 2.Збірний лоток очищеної води; 3.Центральна труба; 4.Півзанурена дошка; 5. Трубопровід очищеної води; 6. Осадова частина; 7. Відбівний щиток; 8. Трубопровід видаління осаду.

 

Днище необхідно покривати гідроізоляцією. Дуже ретельно робиться укіс - залізниться цементом. Якщо почнеться обростання, відбувається гниття і пухирці газу флотують суспензії.

 

ГОРИЗОНТАЛЬНІ ВІДСТІЙНИКИ.

	2

 

8

8

4

9

9

7

6

5

3

4

1. Подача води; 2. Лоток, що подає; 3. Збірный лоток; 4. Відвід очищеної воды; 5. Півзанурена дошка; 6. Осадова частина; 7. Видаління осаду; 8. Затвори; 9. Трубопровід сирого осаду.

5

6

1

Глибина проточної частини = 3 м,  = 5...7 мм/с, L = 24...30 м, b = 6...9 м.

Відстійники оснащені мулошкребом.

 

РАДІАЛЬНІ ВІДСТІЙНИКИ.

	2
			3
					4

11

7

10

9

8

6

5

1

1

1. трубопровід подачі стічних вод;                 

2. центральна труба;                                        

3. напівзаглибна перегородка;                         

4. збірний лоток;

5. відвід очищеної води;

6. трубопровід відводу осаду;

7. обертова ферма;

8. шкребки;

9. шкребок для видалення спливаючих домішок;

10. жирозбірник;

11.трубопровід видалення жиру.

Стічна вода подається в центр відстійника знизу нагору і рухається радіально від центра до периферії. Швидкість міняється від максимального значення в центрі відстійника до мінімального в периферії. Речовини, що плавають, віддаляються з поверхні води у відстійнику підвісним пристроєм. Осад за допомогою шкребків зрушується в приямок відстійника. Осад віддаляється під гідростатичним чи тиском насосами. Речовини, що плавають, приділяються в жирозбірник. Прояснена вода надходить у круговий збірний лоток. Шкребки розташовані так, що при русі вони перекривають один одного. Відстійники затримують до 60% зважених речовин.

Радіальні відстійники застосовуються при продуктивності очисних споруджень > 20 тис. м³/доб. Типові відстійники мають  18,24,30,40 м.Згідно СНиП відношення Н/Д = 1/6 чи 1/10. < 10 мм/с. При проектуванні відстійників швидкість необхідно перевірити по формулі:

 .

 

РАДІАЛЬНІ ВІДСТІЙНИКИ З ОБЕРТОВИМ ВОДОРОЗПОДІЛЬНИМ ПРИСТРОЄМ (КОНСТРУКЦІЯ Скирдова И.В.)

7

9

2

1

4

3

5

6

8

1. лоток, що подає, із щілинним днищем;

2. струмененапрямні лопатки;

3. водозбірний лоток;

4. струмененапрямний козирок;

5. сифон для видалення води в периферійний лоток;

6. жирозбірник;

7. подача стічних вод;

8. трубопровід видалення осаду;

9. відвід очищеної води.

Перепад води між відстійником і збірним лотком повинний бути більше 2-х величин утрат напору в сифоні.

Розрахунок аналогічний попередньому, тільки k_set = 0,85.

Основна маса води у відстійнику знаходиться в спокої, тому осадження відбувається з такою же швидкістю, як і в лабораторних умовах.

Подача води у відстійник і відвід проясненої води виробляється за допомогою обертового жолоба, розділеного подовжньою перегородкою на двох частин. З внутрішньої сторони лоток обмежений перегородкою, знизу - щілинним днищем і зовні - розподільними ґратами з вертикальними щілинами, постаченої струмененапрямними лопатками.

Щілинне днище - у виді жалюзійних ґрат, через поперечні щілини якої провали-ваются важкі частки.

Водозбірний лоток із затопленим водозливом має водонепроникні стінки і днище. З лотка вода відсмоктується сифоном у відвідної зовнішній жолоб.

 

2-Х ЯРУСНІ ВІДСТІЙНИКИ (емшери)  .

 

Вж

D

0,15

корка S<20%

30-40^0

                            

В_ЖЕЛ = 1,80...2,4 м; D = 6, 9, 12 м. Жолоби - горизонтальні відстійники.

Э_ВЗВ = 40 - 50 %; t = 10 - 15 ⁰С; розпад по беззольній речовині 40%.

У нижній частині - опади, що перегнивають, (до 0,5 року) -  60 120 доби.

Застосовуються до 10 тис. м³/доба.

Матеріал: з/б; цегла; дерево (тимчасово).

 

 

	1

Прояснювачі.

1. Подача стічної води; 2. Центральна труба; 3. Камера флокуляції; 4. Шар завислого осаду; 5. Осадова частина; 6. Напівзаглибна дошка; 7. Збірний лоток очищеної води; 8. Трубопровід очищеної воды; 9. Віддаління осаду.

8

9

3

7

1

9

8

7

6

5

4

3

2

Це вертикальний відстійник із внутрішньою камерою флокуляції. Як флокулянт може бути пухирець повітря, визначеної крупності і визначеної кількості.У камері флокуляції відбувається часткове окислювання органічних речовин і посилене утворення пластівців. З камери флокуляції стічна вода надходить у відстійну зону в який проходячи через шар зваженого осаду прояснюється. Прояснена стічна вода через крайку зливу переливається в периферійний лоток і далі відводиться. Осад віддаляється під гідростатичним напором. Ефект очищення до 70%. Утрати напору  1 м.

Прояснювач- перегнивач.

У камері флокуляції t = 20 хвилин - відбувається мимовільна коагуляція осаду. У відстійній камері утвориться зважений шар осаду, t _ПР = 70 хвилин, = 0,8...1,5 мм/с. Осад, який випав на дно прояснювача направляється в прийомний резервуар насосної станції, відкіля перекачується у верхню зону перегнивача, і піддається збродінню, t_сбр.= 1 - 2 місяці

Щоб не утворилася кірка в мулової камері осад щодня в плині 3 - 4 годин перемішується за допомогою насосів.

Мулова камера цілком ізольована від відстійної зони - це виключає можливість влучення осаду, що бродить, у прояснену воду.

1

3

2

1. відстійна камера;

2. камера флокуляції;

3. камера для збродіння осаду.

 _Ц.ТР, = 0,5...0,7 м/с, необхідна для засмоктування повітря.

Прояснювачи - перегнивачи в основному застосовуються на підприємствах харчової промисловості  9 м. При різких коливаннях складу стічних вод прояснювачи працюють не дуже добре.Розрахунок: БНиП (пп.6,75 - 6,77 і табл. 34) у залежності від середньої t⁰ стічних чи вод осаду визначається добова доза завантаження, %.Місткість перегнивача визначається по дозі завантаження в залежності від вологості.

 

ТОНКОШАРОВІ ВІДСТІЙНИКИ.

1,2м

60^0

 Являють собою резервуари, що мають (як звичайні відстійники) водорозподільну, відстійну і водозбірну зони і зону нагромадження осаду.Відстійна зона складається з поличних чи трубчастих секцій (шари глибиною до 15 см) Шлях осідання на дно значно менше. Час перебування 10...15 хв. Режим руху - ламінарний Число Rе: при відкритих поверхнях 500 580;

             у трубі 2320.

Знаючи Re можна визначити швидкість руху.

Re =  ;

 - швидкість потоку стічних вод, м/година;

d  - діаметр, м;

 - кінематична в'язкість, м²/с.

Якщо відстань між пластинами 50...100 мм (чи d), те  36 м/година.

Висота модуля = 1,2 м. Простір, де розташований модуль відстійників, називається поличним простором.

F_ПОЛ =  ;

 36 м/година (приймається 15...20 м/година), k_set = 0,5...0,6.

 

I - I

I

1,8м

6м

4м

1,2м

0,9

                           

Методи подачі води і рухи осаду:

1. прямоточна;

2. протиточна;

3. перехресна.

У тонкошарових відстійниках виграш у зоні відстоювання. Час перебування в нижній частині - 30 хвилин.

Якщо переробити вертикальні відстійники в тонкошарові - інтенсифікується відстоювання, але виникає проблема з осадом. Пропускна здатність збільшується в 2 рази.

 

Проціджувачи (ПФС - пристрій фільтруючий, що самоочищається).

 

Випускаються в обмеженій кількості для Q = 10000 м³/доб.

1 - 30...35 м³/година;

2 - 50...70 м³/година;

3 - 90...95 м³/година

Э_ВЗВ. - 20 25%; Э_БПК - 10...15%.

 

 У далекому зарубіжжі багато фірм випускають ПФС. Кращі - американські, зроблені з гарного металу, мають гідрофобну поверхню (0,5...20 мм), БПК = 25...40 мг/л.

 

Осади стічних вод.