Радиальные отстойники
Радиальный отстойник представляет собой круглый в плане резервуар. Сточная вода подается в центр отстойника снизу вверх и движется радиально от центра к периферии. Особенностью гидравлического режима работы радиального отстойника является то, что скорость движения воды изменяется от максимального его значения в центре отстойника до минимального у периферии. Плавающие вещества удаляются с поверхности воды в отстойнике подвесным устройством, размещенным на вращающейся ферме, и поступают в приемный бункер или в сборный лоток.
Выпадающий осадок с помощью скребков, укрепленных на подвижной ферме, сдвигается в приямок отстойника. Частота вращения подвижной фермы 2—3 ч-1; вращение осуществляется с помощью периферийного привода с тележкой на пневмомашине. Осадок удаляется по трубопроводу с помощью плунжерных и центробежных насосов, установленных в расположенной рядом насосной станции. Всплывающие вещества отводятся в жиросборник.
Осветленная вода поступает в круговой сборный лоток через один или через оба его борта, являющихся водосливами. В целях обеспечения более надежного выравнивания скорости движения воды на выходе из отстойника водосливы сборных лотков выполняют зубчатыми. Нагрузка на 1 м водослива не превышает 10 л/с.
В СССР радиальные отстойники строят диаметром 18—54 м, а на зарубежных очистных станциях — диаметром 6—60 м и более.
Радиальные отстойники применяют в качестве как первичных, так и вторичных. Отношение диаметра отстойника к его глубине у периферийного водосборного лотка принимают от 6 до 12. Отстойники задерживают до 60% взвешенных веществ.
Расчет первичных радиальных отстойников производится на максимальный часовой приток по продолжительности отстаивания, принимаемой для бытовых сточных вод равной 1,5 ч.
Вместимость приямка для сбора осадка в отстойнике определяют по объему осадка, образовавшегося в течение 4 ч. Стенки приямка имеют наклон 60°, что облегчает сползание осадка.
В зависимости от объема выпавшего осадка скребковый механизм работает непрерывно или периодически. В последнем случае он включается за 1 ч до начала удаления осадка. Процесс удаления автоматизирован. Влажность осадка равна 95% при самотечном удалении и 93,5% при удалении насосами.
Диаметр иловой трубы определяют расчетом, однако он должен быть не менее 200 мм. Высота бортов отстойника над поверхностью воды в нем обычно равна 0,3.
Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глубина, что удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позволяет устанавливать минимальные по толщине стенки, что также снижает стоимость сооружений.
Независимо от производительности очистной станции минимальное число отстойников принимается с таким расчетом, чтобы на первую очередь строительства иметь не менее двух рабочих отстойников. Часто компонуют четыре отстойника в единый блок. Равномерное распределение сточной воды между отстойниками осуществляется с помощью распределительной чаши.
При выборе типоразмеров отстойников учитывается, что более крупные отстойники экономичнее по сравнению с малогабаритными.
Для повышения эффекта очистки при БПКполн сточной воды более 130 мг/л радиальный отстойник может иметь преаэратор, установленный в центральном распределительном устройстве.
Предварительная аэрация с избыточным активным илом городских сточных вод позволяет вывести из их состава при отстаивании соединения хрома, меди, цинка в тонкодисперсном и коллоидном состоянии. Однако преаэрация сточной воды повышает влажность сырого осадка до 94,5% по сравнению с влажностью осадка при обычном отстаивании (93,5%).
Разновидностью радиальных отстойников являются отстойники с периферийной подачей в них сточных вод . Основные параметры таких первичных радиальных отстойников представлены в табл. 4.21.
Водораспределительный желоб опоясывает отстойник по окружности и имеет постоянную ширину и постепенно уменьшающуюся от начала к концу желоба глубину. В дне желоба имеются круглые впускные отверстия, расположенные так, что в сочетании с переменной глубиной желоба, различными диаметрами отверстий и расстоянием между ними обеспечивается постоянная скорость движения воды в желобе.
Постоянство скорости предупреждает выпадение осадка в распределительном желобе и создает благоприятные условия для транспортирования плавающих веществ в сборник, расположенный в конце желоба. Поступившая из отверстий вода направляется вертикальной кольцевой перегородкой в нижнюю зону отстойника. Скорость нисходящего потока постепенно уменьшается и достигает минимума у кольцевого отражателя, направляющего поток в центральную зону отстойника и далее к водоотводящему кольцевому желобу.
Небольшая скорость потока обусловливает начало выпадения взвешенных веществ уже у выхода из-под кольцевой перегородки. Движение воды происходит по всему живому сечению отстойника, при этом местные завихрения практически отсутствуют. Поступление осветляемой воды в отстойник у его дна обеспечивает кратчайший путь осаждения взвешенных веществ.
Отмеченные особенности гидравлического режима работы таких отстойников обусловливают более высокий эффект задержания взвешенных веществ, чем в обычных радиальных отстойниках с подачей сточной воды из центра. Продолжительность отстаивания в отстойниках с периферийным впуском воды принимается меньше, чем в обычных отстойниках, при одинаковом эффекте осветления сточных вод.
Подача воды в отстойник и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба, разделенного продольной перегородкой на две части. С внутренней стороны лоток ограничен перегородкой, снизу — щелевым днищем и снаружи — распределительной решеткой с вертикальными щелями, снабженной струенаправляющими лопатками.
Щелевое днище выполнено в виде жалюзийной решетки, через поперечные щели которой проваливаются тяжелые частицы.
Струенаправляющие лопатки имеют обтекаемую форму и поворачиваются на любой угол; размещаются они таким образом, чтобы продолжительность пребывания отдельных струй в отстойнике практически была одинаковой.
Водосборный лоток с затопленным водосливом имеет водонепроницаемые стенки и днище. Из лотка вода отсасывается сифоном в отводной наружный желоб. Сифон снабжен регулятором расхода (дроссельным клапаном, связанным системой рычагов с поплавком). У днища водосборного лотка расположен направляющий козырек.
Необходимая продолжительность отстаивания t зависит от глубины зоны отстаивания h0 и скорости осаждения и0 частиц, на задержание которых рассчитывается отстойник, т. е. t=h0/u0. Глубина h0 зависит от конструкции водоприемных устройств; в случае применения лотков с затопленным водосливом она обычно принимается от 0,8 до 1,2 м.
Высоту нейтрального слоя принимают от 0,5 до 0,6 м, глубину слоя осадка кж — от 0,3 до 0,4 м.
Гидравлический расчет водораспределительного и водосборного устройства сводится к определению формы (в плане) перегородки между приемной и распределительной частями лотка, необходимой глубины погружения кромки водосборного водослива, а также высоты перепада между уровнями воды в отстойнике и периферийном отводном желобе, обеспечивающей бесперебойную работу сифона. Форма перегородки в плане не зависит от расчетного расхода сточных вод.
Величина реактивной силы зависит от массы подаваемой в отстойник сточной жидкости и скорости ее вытекания. При практически допускаемых нагрузках на отстойники она обеспечивает бесперебойное движение лотка без применения каких-либо других (кроме реактивных) сил; во многих случаях реактивная сила оказывается достаточной для вращения не только собственно лотка, но и скребковой фермы[4].
Рис. 3. а - горизонтальный: 1 - входной лоток; 2 - отстойная камера; 3 - выходной лоток-, 4 -приямок; б- вертикальный: 1-цилиндрическая часть; 2 -- центральная труба; 3 - желоб; 4 -коническая часть: в - радиальный: 1 - корпус; 2 - желоб; 3 - распределительное устройство; 4 - успокоительная камера; 5 - скребковый механизм; г - трубчатый, д - с наклонными пластинами: 1 - корпус; 2 - пластины; 3 – шламоприемник.