Проектирование вторичных отстойников

1. ВТОРИЧНЫЕ ОТСТОЙНИКИ ПОСЛЕ АЭРОТЕНКОВ

1.1 Вторичные вертикальные отстойники после аэротенков

1.2 Вторичные радиальные отстойники после аэротенков

2. ВЫСОКОНАГРУЖАЕМЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ

3. ВТОРИЧНЫЕ ОТСТОЙНИКИ ПОСЛЕ БИОФИЛЬТРОВ

1. Вторичные отстойники после аэротенков

Вторичные отстойники после аэротенков предназначены для разделения иловой смеси, поступающей из аэротенков. Вынос активного ила из вторичных отстойников составляет не менее 10 мг/л. Количество отстойников — от 3 до 8−12. Выпавший в отстойник активный ил удаляется непрерывно либо не реже чем через 2 часа, основная часть этого ила возвращается в аэротенки, а избыточный активный ил направляется на обработку.

Применяются вертикальные и радиальные вторичные отстойники; при обоснованиях возможно применение горизонтальных отстойников с двумя иловыми приямками — в начале и в конце.

Указания по проектированию вторичных отстойников приведены в [1], а по подбору механизмов по сбору и удалению ила — в.

1.1 Вторичные вертикальные отстойники после аэротенков

Вторичные вертикальные отстойники после аэротенков рекомендуются при производительности станции очистки не более 10−15 тыс. м³/сут.

При проектировании вертикальных отстойников принимают:

— длину центральной трубы, равную глубине зоны отстаивания;

— скорость движения рабочего потока в центральной трубе не более 30 мм/с;

— диаметр раструба 1,35 диаметра трубы;

— угол конусного щита 146;

— скорость рабочего потока между раструбом и отражательным щитом не более 15 мм/с;

— высоту нейтрального слоя между низом отражательного щита и уровнем осадка 0,3 м;

— угол наклона конического днища 50−60 [1, п. 6.63]. Согласно [1, табл.] рабочая глубина отстойной части принимается от 2,7 до 3,8 м. Для задерживания всплывающих фракций ила перед водосборными лотками устанавливают полупогружённые перегородки, заглублённые под уровень не менее чем на 0,3 м. Высота борта отстойника над уровнем воды принимается не менее 0,3 м.

Вертикальные отстойники рекомендуются диаметром 4, 5, 6, 7, 8, 9 м. В связи с большой глубиной количество отстойников диаметром более 6 м желательно ограничивать 6−8 шт.

Ил из вертикальных отстойников обычно удаляется по иловой трубе диаметром 200−300 мм под давлением не менее 0,9 м водяного столба и при условии, что степень рециркуляции не менее 0,6.

Удаление ила производится через 2 ч.

При проектировании вертикальных вторичных отстойников должны быть известны: расчетный максимальный часовой расход сточных вод, содержание взвешенных веществ и БПК_полн воды, поступающей в аэротенк, доза активного ила и иловый индекс ила в аэротенке. Схема вертикального отстойника представлена на рис. 1.

Рекомендуется предварительно задать количество отстойников и величину выноса активного ила из них.

Порядок расчета вертикальных вторичных отстойников приведен в табл. 1.

Таблица .1 Порядок расчета вертикальных вторичных отстойников после аэротенков

1.2 Вторичные радиальные отстойники после аэротенков

Вторичные радиальные отстойники после аэротенков рекомендуются при производительности станции очистки более 10−15 тыс. м³/сут.

При проектировании вертикальных отстойников принимают:

— впуск исходной воды и сбор осветлённой — равномерными по периметру впускного и сборного устройства отстойника;

— высоту нейтрального слоя 0,3 м и глубину слоя ила 0,3−0,5 м;

— угол наклона стенок илового приямка 50−55 [1, п. 6.63];

— согласно [1, табл. 31] рабочая глубина отстойной части от 1,5 до 5 м, уклон днища к иловому приямку от 0,05 до 0,005.

Для задержания всплывающих фракций активного ила и лучшего распределения воды на входе в отстойник устраивается полупогружённая кольцевая распределительная перегородка, а перед водосборным водосливом — вторая перегородка; перегородки заглублены под уровень воды не менее чем на 0,3 м. Схема отстойника приведена на рис. 6.1.

Высота борта отстойника над уровнем воды принимается 0,3 м.

Радиальные отстойники выполняются диаметрами 18, 24, 30 и 40 м и оборудуются илоскрёбами или илососами. В первом случае ил сгребается в кольцеобразный иловый приямок, ширина которого принимается не менее 1−1,5 м и далее откачивается плунжерными насосами; во втором — илососами, работающими под гидростатическим давлением не менее 0,9 м водяного столба, в отдельно расположенные иловые камеры, из которых откачивается иловыми насосами. Удаление ила из отстойников, как правило, непрерывное, но при обосновании может производиться и периодически, не реже чем через два часа.

При проектировании вторичных радиальных отстойников должны быть известны: расчётный максимальный часовой расход сточных вод, содержание взвешенных веществ и БПК_полн воды, поступающей в аэротенк, доза активного ила и иловый индекс в аэротенке.

Рекомендуется задать количество отстойников и величину выноса активного ила из них.

Порядок расчетов радиального и вторичного отстойников приведен в табл. 2.

Рис. 1. Вторичный радиальный отстойник

1 — трубопровод подачи сточных вод; 2 — распределительная чаша; 3 — отстойник; 4 — иловая камера; 5 — трубопровод возвратного активного ила; 6 — илосос; 7 — трубопровод очищенной воды Таблица 2 Порядок расчёта радиального вторичного отстойника после аэротенка

2. Высоконагружаемые биологические фильтры

Высоконагруженные биологические фильтры применяются для биологической очистки сточных вод и обеспечивают снижение БПК_полн до 15 мг/л при средней температуре воды в холодный период года не ниже + 8 С. Схема биофильтра приведена на рис. 2.

Рис. 2. Биофильтр с плоскостной загрузкой

1 — корпус; 2 — загрузка; 3 — колосниковая решётка; 4 — реактивный ороситель; 5 — трубопровод подачи сточной воды; 6 — лотки для сбора очищенной воды; 7 — лоток отведения очищенной воды В зависимости от климатических условий биофильтры располагаются в зданиях и вне зданий: соответствующее решение обосновывается технологическими расчётами [1, п. 6.127]. В предварительном порядке считают, что при среднегодовой температуре наружного воздуха менее + 3 С целесообразно размещение биофильтров в отапливаемых помещениях, до + 6 С — в неотапливаемых, а при более высоких температурах — вне зданий.

«Биологические фильтры следует проектировать в виде резервуаров со сплошными стенками и двойным дном: нижним — сплошным, а верхним — решётчатым (колосниковая решётка) для поддержания нагрузки» [1, п. 6.119]. Нижнее днище имеет уклон 0,01 к сборным лоткам, продольный уклон которых должен быть не менее 0,005.

Предусматривается устройство для промывки лотков и для опорожнения биофильтров.

Загружаются биофильтры щебнем или галькой прочных горных пород или пластмассами. Требования к качеству загрузки см. в [1, п. 6.121].

Биофильтры, располагаемые в зданиях, имеют прямоугольную форму и блокируются по 2 или 4 шт. Размеры блоков в плане должны быть кратны 3 м и отвечать размерам пролётов зданий. При этом предусматриваются проходы вокруг блоков не менее 1 м и центральный проход между блоками шириной не менее 4,5−6 м. Полная высота биофильтров должна быть кратна 0,6 м.

Биофильтры, располагаемые вне зданий, могут быть прямоугольными или круглыми в плане. В последнем случае диаметр принимается кратным 3 м.

Распределение воды по поверхности биофильтров производится системой разбрызгивателей (спринклер) для прямоугольных или реактивными оросителями для круглых в плане фильтров.

При проектировании разбрызгивателей следует принимать:

— начальный свободный напор около 1,5 м, конечный — не менее 0,5 м;

— диаметр отверстий 13−40 мм;

— высоту расположения головки спринклера над поверхностью загрузочного материала 0,15−0,2 м.

При проектировании реактивных оросителей следует принимать:

— число и диаметр распределительных труб по расчёту при условии движения жидкости в начале труб со скоростью 0,5−1 м/с;

— число и диаметр отверстий в распределительных трубах — по расчёту при условии истечения жидкости из отверстий со скоростью не менее 0,5 м/с;

— диаметры отверстий не менее 10 мм;

— напор у оросителя по расчёту, но не менее 0,5 м;

— расположение распределительных труб выше поверхности загрузочного материала на 0,2 м [1, п. 6.123].

Количество биофильтров принимается от 2 до 8 шт.

Высоконагружаемые биофильтры с пластмассовой загрузкой имеют естественную аэрацию и загружаются блоками из поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиамида, гладких или перфорированных пластмассовых труб диаметром 50−100 мм или засыпными элементами в виде обрезков труб длиной 50−1500 мм, диаметром 30−75 мм с перфорированными, гофрированными и гладкими стенками [1, п. 6.138].

При БПК₅ исходной воды более 175 мг/л, т. е. при БПК_полн более 250 мг/л, предусматривается рециркуляция части воды с отбором после вторичных отстойников и возвратом на биофильтры.

Для того чтобы исключить высыхание биоплёнки на поверхности загрузки при возможном прекращении притока воды на биофильтр, следует предусматривать и в других случаях рециркуляцию воды, но с небольшим расходом (рекомендуется коэффициент рециркуляции принимать в пределах 0,15−0,20).

При проектировании биофильтров должны быть известны: суточный расход сточных вод, БПК₅ исходной воды, её средняя температура в холодный период года, среднегодовая температура воздуха.

Рекомендуется задать БПК₅ очищенной воды, высоту слоя загрузки с учётом высотной схемы очистных сооружений, количество биофильтров и их форму в плане.

Таблица 3 Порядок расчёта высоконагружаемого биофильтра с пластмассовой загрузкой

3. Вторичные отстойники после биофильтров

фильтр очистка радиальный отстойник

Вторичные отстойники после биофильтров применяются горизонтальные, радиальные и вертикальные отстойники таких же конструкций, что и первичные. Горизонтальные отстойники рекомендуются при производительности не более 100−120 тыс. м³/сут, радиальные — не менее 20−25 тыс. м³/сут, вертикальные — не более 15 тыс. м³/сут.

Как известно, горизонтальные отстойники блокируются и наиболее компактны, а вертикальные имеют большую глубину и могут применяться при размещении в пределах высоких насыпей или при благоприятных грунтовых условиях. Количество вторичных отстойников должно быть кратно количеству биофильтров, но не более 8−12 шт.

Горизонтальные отстойники оборудуются механизмами.

Выпуск ила производится под гидростатическим давлением не менее 1,2 м водяного столба, а для радиальных и горизонтальных отстойников ил может откачиваться центробежными насосами или гидроэлеваторами.

При механической откачке ил удаляется через 8 ч, при выпуске под гидростатическим давлением допускается выпуск через 2 сут.

При проектировании известны: суточный расход сточных вод, очищенных на биофильтрах (с учётом рециркуляционного расхода), и приведённое количество жителей по показателю БПК_полн.

Рекомендуется задать количество отстойников, их диаметр или ширину и длину (для горизонтальных отстойников).

Схемы вертикальных и горизонтальных отстойников аналогичны первичным отстойникам. Дополнительно во вторичных отстойниках предусматривается возможность накопления слоя ила перед очередной чисткой. Порядок расчётов горизонтального вторичного отстойника после биофильтров приведен в табл. 4, радиального — в табл.5, вертикального — в табл. 6.

Таблица 4 Порядок расчёта горизонтального вторичного отстойника после биофильтров

Таблица 5 Порядок расчёта радиального вторичного отстойника после биофильтров

Таблица 6 Порядок расчёта вертикального вторичного отстойника после биофильтров

??? ???

1. Фрог Б. Н., Левченко А. П. Водоподготовка. — М.: Издательство АСВ, 2007.

2. Сомов М. А. Журба М.Г. Водоснабжение. М.: Издательство АСВ, 2008.

3. Журба М. Г., Соколов Л. И., Говорова Ж. М. Водоснабжение. М.: Издательство АСВ, 2003

4. СНиП 2.04.02−84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: ФГУП ЦПП, 2005.