8.3 Обезвоживание малых количеств осадка

Для обезвоживания малых количеств осадка наиболее рациональны иловые площадки. На крупных очистных станциях иловые площадки используются как резерв оборудованию механического обезвоживания. На малых станциях площадки целесообразно применять в качестве основного сооружения обезвоживания осадка.

Иловые площадки – это спланированные, строго горизонтальные участки земли, разделенные оградительными валиками на карты. Число карт принимается не менее четырех. Продолжительность обезвоживания осадка на площадках составляет 25-27 суток. Осадок обезвоживается до влажности Р=75-80% и внешне выглядит, как сырая земля.

Различают иловые площадки на естественном или искусственном основании. Площадки на естественном основании устраивают при хорошо фильтрующих грунтах: песках, супесях, при низком уровне грунтовых вод и, если на территории допускается сброс дренажных вод в почву. В других случаях проектируют площадки на искусственном основании. По глинистому грунту укладывают слой гравия, затем слой песка. Для отвода дренажных вод на площадках предусматривают траншеи с керамическими трубами. Траншеи располагаются на расстоянии 6-8 м друг от друга; в стыках труб предусматривают зазоры для приема дренажных вод. Траншеи засыпаются фильтрующим материалом, например, мелким гравием.

О градительные валики иловых карт имеют высоту 0,7-1,0 м, ширину по верху - не менее 0,7 м. Распределение осадка по площадкам производится при помощи бетонных лотков, они проложены в теле оградительных валиков с уклоном не менее 0,01. Напуск осадка производится так, чтобы заполнять сразу целое число карт. Осадок наливается слоем 25-30 см. Чтобы основание площадки не размывалось струей осадка, в месте налива (напуска) его прикрывают деревянным щитом. Размеры отдельных карт зависят от способа уборки обезвоженного осадка. При ручной уборке ширина карт назначается не более 10 м, а при механизированной - не более 40 м. Для заезда техники на карты предусматривают пандусы.

1 – напорная подача осадка на карты, 2 – колодец – гаситель напора, 3 – распределительные бетонные ки, 4 – деревянные щиты, 5 - дренажные трубы

Рис.8.4

Расчет иловых площадок заключает в определении их требуемой площади. Рабочая площадь иловых карт F_раб определяется по формуле:

F_раб = [8.2]

В формуле:

- V_у – суточное количество осадка и ила по объему смеси фактической влажности, направляемое на обезвоживание после стабилизации и уплотнения; - q – нормативная нагрузка на площадки; q находится в пределах от 0,8 до 4 м³/м²*год, в зависимости от типа площадок, условий стабилизации осадка, климатического района; параметр определяется по табл. 54 СНиП/1/; - К- поправочный климатический коэффициент, определяется по чертежу № 3 на стр.60 СНиП/1/ и находится в пределах от 0,7 до1,6.

Общая территория иловых площадок F_общ, помимо рабочей площади карт F_раб, включает в себя площади оградительных валиков, пандусов и других вспомогательных сооружений: F_общ=(1,25÷1,35)*F_раб.

Расчетную площадь иловых карт необходимо проверить на зимнее намораживание, достаточны ли запроектированные площади для хранения замершего осадка в течение всего периода морозов. Высота слоя осадка, накопившегося на площадках за период холодов (намороженного осадка) h_намор, определяется по формуле:

h_намор= [8.3]

где:

- V_у – суточное количество осадка и ила по объему смеси фактической влажности после стабилизации и уплотнения; - Т_намор– продолжительность периода намораживания - число дней в году со средней температурой воздуха менее 10°С; определяется по черт.3 СНиП/1/; - К₁ – коэффициент, учитывающий, что под зимнее намораживание отводится только 80% площади, остальные 20% используются в период весеннего таяния намороженного осадка; К₁=0,8; - К₂ – коэффициент, учитывающий, что часть влаги зимой испаряется; К₂=0,7-0,8.

Поверхность слоя намороженного осадка должна быть ниже верха оградительного валика не менее, чем на 0,1 м: h_намор≤ (h_вал – 0,1). В противном случае предусматривают дополнительные площади под намораживание.

Кроме площадок традиционных конструкций в ряде случаев целесообразны площадки с отстаиванием и поверхностным отводом воды или площадки-илоуплотнители.

Площадки с отстаиванием и поверхностным отводом воды устраивают в районах со среднегодовой температурой воздуха +(3÷6)⁰С. Они, как и традиционные площадки, выполняются в виде карт с оградительными валиками, но состоят из нескольких параллельно работающих каскадов. Каждый каскад состоит не менее, чем из 4-х карт. Напуск осадка производится на две верхние карты каскада. После отстаивания надиловая вода перепускается через специальные колодцы на нижние карты, остается осадок с влажностью 90-95 % и далее он сушится за счет испарения. Нагрузка на площадки с отстаиванием и поверхностным отводом воды может быть принята в 1,2-1,3 раза больше, чем на традиционные.

Площадки с отстаиванием и поверхностным отводом воды.

1-карта, 2-оградительный валик, 3-перепускная труба, 4-колодец с задвижкой

Рис.8.5

Площадки – илоуплотнители представляют собой прямоугольные железобетонные резервуары высотой около 2 м, шириной от 9 до 18 м. Предусматривается не менее 2-х параллельных отделений сооружения. Резервуары не заглублены, они устанавливаются на земле. Через 10-15 м по длине резервуаров, в стенках на различных уровнях расположены окна с шиберами. Они необходимы для сброса отстоенной иловой воды. Обезвоженный осадок убирают механизированным способом. Для заезда техники на площадки-резервуары предусматриваются пандусы. Нагрузка на площадки-илоуплотнители допускается в 2 раза больше, чем на обычные площадки.

1 – иловые карты; 2 – окна с шиберами для сбора иловой воды; 3 – канал для сбора иловой воды; 4 – трубопровод отвода иловой воды; 5 – пандус для съезда техники.

Рис.8.6.

Основное достоинство всех иловых площадок - это простота их эксплуатации. При малых количествах осадка требуемые территории невелики. Обезвоживание на иловых площадках происходит за счет испарения; при этом удаляется не только свободная, но и химически связанная влага, поэтому обычно нет необходимости в кондиционировании осадка перед подачей на площадки.

Тем не менее, при дефиците территории возможно увеличение производительности сооружений за счет проведения следующих мероприятий:

• кондиционирование осадка перед подачей его на площадку;

• продувка осадка воздухом непосредственно на площадке;

• устройство над площадкой прозрачного покрытия с системой вентиляции;

• использование вакуумных систем для ускорения фильтрации влаги;

- устройство систем подогрева осадка на площадках.

Метод кондиционирования осадка перед обезвоживанием в естественных условиях широко применяется, в частности, в Германии. Используются органические флокулянты. Есть и отечественный опыт: например, применение флокулянтов марок КНФ и К-100 позволяет высушить осадок до влажности 80% в 2 раза быстрее. Благодаря коагуляции коллоидов уменьшается заиливание дренажа. Обезвоженный осадок имеет проницаемую гидрофобную структуру, т.е. даже при дожде не впитывает воду, и его влажность не увеличивается.

Кроме обработки флокулянтами можно промывать осадок очищенными сточными водами, обрабатывать минеральными коагулянтами, например солями железа. Все это снижает удельное сопротивление фильтрации осадка и позволяет увеличить нагрузку на иловые площадки в 1,5 – 3 раза. В то же время надо помнить, что добавление реагентов в осадок затрудняет его дальнейшую утилизацию.

Если предполагается продувка осадка воздухом на площадке, то сама площадка устраивается по типу фильтра. Она имеет водонепроницаемые боковые стенки и днище, дренирующую загрузку, сеть трубопроводов для отвода фильтрованной воды. Перфорированные воздушные трубы и воздуховод размещены на днище.

За рубежом нередко иловые площадки защищают от дождя стеклянным покрытием. В условиях влажного климата это позволяет уменьшить их территорию на 30%. Оправдывают себя эти сооружения и в курортных зонах: достигается экономия площадей и снижение интенсивности запахов.

Асфальтированные иловые площадки с подогревом работают в США. В основании площадки проложены трубы, по которым циркулирует горячая вода. Тепловую энергию для нагрева воды получают при сжигании биогаза из метантенков. Осадки перед подачей на площадки кондиционируют полиэлектролитами. Площадки не закрыты. Время подсушки осадка составляет от 5 суток в сухую погоду до 12 суток в период дождей.