Вторичные отстойники. Конструкции. Расчет

Вторичные отстойники служат для задержания активного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций небольшой пропускной способности обычно применяют вертикальные, а для больших и средних станций — горизонтальные и радиальные вторичные отстойники.

Вертикальные вторичные отстойники конструктивно не отличаются от первичных отстойников, но имеют меньшую высоту.

Расчет вертикальных отстойников состоит в определении их глубины и диаметра по заданным скоростям движения воды v и продолжительности отстаивания t, от которых зависит эффект задержания ила.

Центральную трубу рассчитывают на суммарный расход сточной воды q и активного ила дил при скорости протока не более 30 мм/с; собственно отстойник — только на расход воды q, так как через рабочее сечение отстойника протекает только очищенная вода, а активный ил, поступающий вместе с водой, выпадает на дно и удаляется из отстойника.

Нижняя часть отстойников устраивается пирамидальной или конусной для того, чтобы ил хорошо сползал вниз; уклон стенок этой части должен быть не менее 50° (для пирамидальных) и 45° (для конусных).

Между проточной (рабочей) частью отстойника и иловой его частью необходимо предусматривать нейтральный слой высотой 0,5 м.

В тех случаях когда нижний срез центральной трубы размещается в воронкообразной части отстойника, необходимо, чтобы в его сечении на уровне выхода воды из трубы скорость подъема жидкости не превышала 0,8—0,9 мм/с.

Величину зазора между отражательным щитом и центральной трубой назначают с таким расчетом, чтобы скорость патока в этом кольцевом сечении была не более 15 мм/с.

Осадок из вторичных отстойников удаляют под гидростатическим напором: для отстойников после капельных и высоконагружаемых биофильтров — не менее 1,2 м, а для отстойников после аэротенков — не менее 0,9 м.

Объем иловой камеры принимают равным объему выпадающего осадка: для вторичных отстойников после биофильтра — за период не более 2 суток, а для вторичных отстойников после аэротенков — не более 2 ч.

Диаметры иловых труб для удаления ила или биопленки из отстойников следует принимать по расчету, но не менее 200 мм.

На крупных очистных станциях большое распространение получили радиальные вторичные отстойники.

Менее точные результаты дает расчет по нагрузкам на зеркало воды в отстойнике. Однако при расширении очистной станции, когда имеются эксплуатационные данные о допустимой нагрузке, этот метод рекомендуется в качестве основного. Обычно расчетную нагрузку принимают равной 1,2—1,6 м3 на 1 м2 площади зеркала воды.

Мосводоканалниипроект разработал типовые вторичные радиальные отстойники из сборного железобетона

Вторичный радиальный отстойник диаметром 24 м. Смесь сточной воды и активного ила по подводящему трубопроводу диаметром 1200 мм направляется в центральное распределительное устройство. Последнее представляет собой вертикальную стальную трубу, переходящую наверху в плавно расширяющийся раструб, который оканчивается ниже горизонта воды в отстойнике. Выходя из распределительного устройства, смесь попадает в пространство, ограниченное стенками металлического направляющего цилиндра высотой 1 3 м который обеспечивает заглубленный выпуск иловой смеси в отстойную зону. Осветленная вода собирается через водослив сборным кольцевым лотком, из которого поступает в выпускную камеру. Активный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидростатическим давлением с помощью илососа по трубопроводу в иловую камеру. В ней установлен щитовой электрифицированный затвор с подвижным водосливом, обеспечивающим возможность как ручного, так и автоматического регулирования отбора ила из отстойника путем плавного изменения гидростатического напора от 0 до 1,2 м.

Работа затвора автоматизируется в зависимости от уровня ила в отстойнике, который фиксируется датчиком уровня ила с фотосопротивлением.

Для опорожнения отстойника служит трубопровод.

Сточная жидкость подается по трубопроводу и распределяется по ширине коридора с помощью затопленных щелей. Осветленная вода собирается через зубчатый водослив в лоток, из которого вода отводится трубой.

В начале отстойника имеется иловый приямок, куда сгребается выпавший активный ил скребками, прикрепленными к цепям, которые приводятся в движение от электродвигателя через редуктор.

Из илового приямка активный ил удаляется под гидростатическим давлением по иловой трубе. К этой же трубе присоединен трубопровод, служащий для опорожнения отстойника.

Отделение отстойника имеет длину 30 м, ширину 6 м и глубину зоны отстаивания 2,5 м.

Иловая смесь подается по трубопроводу 1 в периферийный лоток 2 с расположенными в дне его отверстиями, через которые распределяется жидкость. Затем жидкость направляется с помощью вертикальной кольцевой перегородки в нижнюю часть зоны отстаивания, оттуда, двигаясь в радиальном направлении и вверх к центру, переливается через зубчатый водослив 5. Вода собирается кольцевым лотком 6 и отводится из отстойника по вертикальной трубе.

Выпавший ил удаляется илососом, соединенным с коллектором 10, из которого ил направляется под гидростатическим напором в иловую трубу.

На крупных зарубежных станциях (в Англии, Чехословакии) также применяют вторичные отстойники со скребковыми устройствами. При этом влажность удаляемого ила оказывается примерно такой же, как и при удалении его илососами. Такой же способ удаления осадка из вторичных отстойников диаметром 54 м запроектирован для Ново-Курьяновской станции аэрации (Москва). Расчетная пропускная способность одного отстойника составляет 125 000 м3/сутки.

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков рассчитываются по гидравлической нагрузке Qssa, м3/(м2*ч) с учетом концентрации активного ила Ai, г/л и его индекса Ji, см3/г и концентрации ила в осветленной воде At, мг/л по формуле:

Qssa = (4.5*Kss*Hset^0.8)/(0.1*Ji*Ai) ^ (0.5 – (0.01*At)), м3/(м2*ч) 2.10.

где At – концентрация ила в осветленной воде (следует принимать не менее 10 г/л);

Ai – концентрация активного ила (неболее 15, г/л);

Kss – коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый (для радиальных отстойников – 0.4, для вертикальных – 0.35, для вертикальных с периферийным выпуском – 0.5, для горизонтальных – 0.45).

Например, для сочетания параметров: Kss = 0.45, Hset = 4 м, Ji = 100, Ai = 10, At = 15 гидравлическая нагрузка на вторичный отстойник после аэротенка составит: 1.14 м3/(м2*ч) или 27.5 м3/(м2*сут).

Вторичные отстойники всех типов после биофильтров рассчитываются по гидравлической нагрузке Qssb, м3/(м2*ч) по формуле:

Qssb = 3.6*Kset*Uo, м3/(м2*ч) 2.11.

где Uo – гидравлическая крупность биопленки при полной биологической очистке Uo = 1.4 мм/с);

Kset – выбирается из таблицы 2.10.

Например, для сочетания параметров: Uo = 1.05, Kset = 0.5 гидравлическая нагрузка на вторичный отстойника составит 1.89 м3/(м2*час) или 45.36 м3/(м2*сут).

Илоотделители для окситенков или аэротенков-отстойников, работающих в режтме осветлителей со взвешенным осадком, зависящую от параметрв Ai*Ji рассчитываются на гидравлическую нагрузку по таблице 2.7:

Таблица 2.7. Оценка гидравлической нагрузки на илоотделители (таблица 45 СНиП 2.04.03-85).

Данные таблицы 2.7. можно интерполировать полиномом второй степени (рис2.12.):

Qms = 8.06 – 0.0286*(Ai*Ji) + 3*(10^-5)*(AiJi)^2, м3/(м2*ч) 2.12.

где Ai – концентрация активного ила в аэротенке, г/л;

Ji - его индекс, см3/г.

Например, для значения параметра (Ai*Ji) = гидравлическая нагрузка на илоотделитель составит 2.18 м3/(м2*час) или 52.32 м3/(м2*сут).

Флотационные установки для разделения иловой смеси рассчитываются в зависимости от требуемой степени осветления по содержанию взвешенных веществ согласно таблице 2.14:

Таблица 2.14. Оценка параметров флотационной установки для разделения иловой смеси (таблица 46 СНиП 2.04.03-85).

Данные таблицы 46 СНиП можно интерполировать соотношениями:

для продолжительности флотации:

Tflot = 70 – 2*Cen, мин 2.13.

для удельного расхода воздуха:

Qvoz = 11.333 – 0.5*Cen, л/кг 2.10.

Оценки количества выделяемого осадка

Количество осадка, Qmud, м3/ч, выделяемого при отстаивании связано с концентрацией взвешенной веществ в поступающей воде, Cen и концентрацией взвешенных веществ в осветленной воде, Cex соотношением:

Qmud = Qw*(Cen - Cex) / (100 - Pmud)*Gmud*10000, м3/час 2.15.

Где Qw – расход сточных вод, м3/ч;

Pmud – влажность осадка, %;

Gmud - плотность осадка, г/см3.

Изложенная ранее краткая семантика позволяет выделить минимальное количество атрибутов необходимых для моделирование сущностей “Вода”, “Сооружение” и “Решения”атрибутов, отличающих эти сущности:

Сущность Вода:

Len – БПКполн жидкости на входе в сооружене, мг/л;

Lex – БПКполн очищенной жидкости;

Tw – температура жидкости, гр С.

Сущность Сооружение:

Qbf – расчетная гидравлическая нагрузка;

Hbf – рабочая глубина сооружения

Для станции очистки ключевыми атрибутами (связывающими сущности) могут быть:

Id_soor – индекс сооружения;

Name – имя сооружения;

Data – дата отбора проб.

Сущность Решения:

Атрибуты сущности “Решения” и их значения определены таблицей 37 СНиП или регрессионной зависимостью их интерполирующей, что более удобно в связи с малым числом самих атрибутов.