Как работает отстойник. Сфера применения отстойников для очистки сточных вод. Система очистки сточных вод для частного дома

Уровень загрязнения сточных вод оказывает значительное влияние на состояние экологии, а значит и здоровье человека. Именно поэтому необходимость в очистных сооружениях для воды существует не только на предприятиях, но и в индивидуальном строительстве, особенно в частных домах, не подключенных к централизованной канализации. Самым простым и наименее энергоемким способом удаления взвешенных частиц и прочих примесей из сточных вод считается отстаивание. В данной статье мы рассмотрим, какие отстойники для сточных вод существуют, принципы их работы и некоторые нюансы устройства очистных сооружений своими руками.

Внедрение полноценной очистки сточных вод на отдельно взятом участке – мероприятие довольно затратное и хлопотное, требующее помощи специалистов. Сам процесс включает в себя четыре основных этапа:

механическая очистка;
биологическая;
физико-химическая очистка сточных вод;
дезинфекция.

Отстойники или, как их еще называют, септики, используются на первом этапе. Они экономичны и эффективны, поэтому широко применяются не только в индивидуальном строительстве, но и на различных предприятиях. Понятно, что объем и размер септика для дома будет гораздо скромнее, чем для промышленных целей.

Промышленные отстойники для сточных вод отличаются большими размерами

В зависимости от того, какая степень очистки требуется, отстойники для сточных вод используются с целью предварительной обработки перед подачей в более мощные очистные сооружения или как окончательный вариант, если необходимо выделить только нерастворимые примеси.

Количество нерастворимых примесей, которые оседают в первичных отстойниках, зависит от уровня первоначального содержания их в жидкости и от характеристик частиц: размера, формы, плотности, скорости оседания. В воде, которая затем направляется на очистку с помощью фильтров, содержание взвешенных частиц не должно превышать 150 мг/л. Большое значение имеет продолжительность отстаивания. В основном грубодисперсные вещества выпадают в осадок в течении 1,2-2 часов.

Классификация отстойников

В зависимости от того, какое место занимают отстойники в технологической схеме очистной системы их подразделяют на первичные и вторичные. Первичные располагаются до сооружений для биоочистки сточных вод, а вторичные – после.

Различают их и по режиму работы. Выделяют отстойники непрерывного действия (проточные), в которых оседание примесей происходит при медленном течении жидкости, а также контактные или периодического действия, жидкость находится в них в спокойном состоянии. Контактные отстойники чаще всего небольшого объема.

Горизонтальный отстойник из пластика, состоящий из трех отделений

Существует классификация по направлению движения потока воды. В горизонтальных отстойниках сточные воды движутся горизонтально, в вертикальных – направление движения снизу вверх, в радиальных – от центра к периферии.

Горизонтальный отстойник – это прямоугольная емкость, разделенная на несколько отделений и оборудованная водосборным и водораспределительным устройствами, трубопроводом для подведения к емкости сточных вод и специальным приспособлением для устранения осадка, который образовывается при эксплуатации. Применяют отстойники данного типа для очистки воды в водопроводах с высокой производительностью.
Вертикальный отстойник – резервуар, имеющий в сечении круглую или квадратную форму, оснащенный камерой хлопьеобразования и желобами для отвода осветленной воды. К нему подводят трубопровод подачи сточных вод, а также специальную трубу для опорожнения отстойника и удаления осадка. Применяют отстойники этого типа для очистки хозяйственно-бытовых стоков, пропускная способность их относительно невысока.
Радиальный отстойник – круглый в плане резервуар, в который загрязненная жидкость подается снизу и движется от центра к периферии. Взвешенные частицы удаляются с поверхности специальным подвесным устройством, размещенном на вращающейся ферме. Осадок с помощью скребков перемещается в приямок отстойника.

Система очистки сточных вод для частного дома

Простейшая система очистки сточных вод для загородного частного дома состоит из отстойника, соединенного с канализацией, и горизонтальных труб с отверстиями, находящихся под землей.

Отстойник из бетонных колец, соединенных между собой

Обязательное условие – герметичность емкости. Легче всего его соблюсти, если купить готовые септики из пропилена или пластмассы. С их помощью систему очистки стоков можно смонтировать быстрее, чем при самостоятельном изготовлении отстойника, хотя трудоемких земельных работ не избежать в любом случае.

Если принято решение соорудить септик самостоятельно, то предпочтение лучше отдать конструкции из бетонных колец. Особое внимание нужно уделить герметичности стыков и швов, а также учесть, что расстояние от конструкции до колодца или водопровода не должно быть менее 30 м. Существуют и другие требования по расположению септика на участке. Так расстояние до дома и прочих построек должно составлять не менее 3 м, на таком же удалении должны располагаться деревья и кустарники, а до границы садового участка должно быть не менее 2м.

Вторая часть системы располагается в земле, это горизонтальные трубы с отверстиями. В них небольшими порциями поступают сточные воды из предварительного отстойника и затем просачиваются в грунт.

Все про септические процессы — ВИДЕО

В данной статье мы познакомились с различными классификациями отстойников для сточных вод, выяснили принцип их работы. Выбор отстойника определенной конструкции и типа осуществляется в зависимости от технических характеристик, с учетом местных условий. Очень полезен будет в этом деле совет специалиста, так как очистные системы – непростое инженерное сооружение, а их монтаж – дело ответственное.

→ Очистка сточных вод

Отстойники

Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод грубодиспергированных примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Под действием силы тяжести частицы загрязнений оседают на дно сооружения или всплывают на его поверхность.

Относительная простота отстойных сооружений обусловливает их широкое применение на различных стадиях очистки сточной воды и обработки образующихся осадков. В зависимости от своего назначения и расположения в технологических схемах очистки сточных вод отстойные сооружения подразделяются на следующие: отстойники - первичные, вторичные и третичные (контактные резервуары); илоуплотнители; осадкоуплотнители.

Классификация отстойных сооружений по основным технологическим и конструктивным признакам приведена на рис. 10.15.

Первичные отстойники располагаются в технологической схеме очистки сточных вод непосредственно за песколовками и предназначаются для выделения взвешенных веществ из сточной воды, что при достигаемом эффекте осветления 40-60% приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40% от исходного значения (см. рис. 10.18).

Во избежание повышенного прироста избыточного активного ила в аэротенках и биопленки в биофильтрах остаточная концентрация взвешенных веществ в осветленной сточной воде после первичных отстойников не должна превышать 100-150 мг/л, что в зависимости от исходной начальной концентрации взвешенных веществ в сточной воде, составляющей 200-500 мг/л, обусловливает выбор наиболее рациональной технологии первичного осветления и требуемой продолжительности отстаивания. Технологическая роль других отстойных сооружений рассматривается ниже в соответствующих разделах курса.

Закономерности процесса первичного осветления сточных вод. Разнообразные условия формирования городских сточных вод как смеси хозяйственно-бытовых и различных видов производственных стоков обусловливают широкий диапазон изменения дисперсности содержащихся в них взвешенных веществ, их адгезионных свойств и, как следствие, способности их к осаждению.

Одиночное осаждение частиц возможно лишь в монодисперсной, агрегативно-устойчивой системе, когда частицы имеют одинаковые размеры и при осаждении не меняют своей формы и размеров. Однако взвешенные вещества, содержащиеся в городских сточных водах, имеющие преимущественно органическое происхождение, представляют собой полидисперсную агрегативно-неустойчивую систему с большим диапазоном изменения размеров частиц, обладающих хорошими адгезионными свойствами, что обусловливает их агломерацию при взаимных столкновениях в процессе осаждения (седиментации), что изменяет форму, размеры, плотность и скорость осаждения частиц полидисперсного состава.

Различают агломерацию частиц в условиях перикинетической (или диффузионной) коагуляции и ортокинетической (или гравитационной) флокуляции.

Рис. 10.15 Классификация отстойных сооружений

Перикинетическая коагуляция имеет место при снижении потенциала частиц в коллоидных системах, в которых размеры агрегирующихся частиц не превышают 0,1 мкм.

Однако в сточных водах основную массовую концентрацию взвешенных веществ составляют грубодиспергированные частицы с размером 1 – 1000 мкм, для которых определяющей является гравитационная или ор-токинетическая флокуляция, обусловленная столкновением частиц различного диаметра вследствие разности скоростей их осаждения.

Показатели степени в выражении (10.19), отражающие количественное влияние каждого из параметров на кинетику гравитационного осветления сточной воды, могут быть определены лишь экспериментально для соответствующих условий седиментации взвеси, что затрудняет использование этой формулы.

В практике проектирования и эксплуатации первичных отстойников широкое распространение получило использование зависимостей эффекта осветления сточной воды от продолжительности ее отстаивания.

Обобщение результатов исследований, выполненных за последние 20 лет кафедрой водоотведения на Люблинской станции комплексной очистки воды (Москва), показало, что отсутствует удовлетворительная корреляция между содержанием оседающих веществ и концентрацией взвешенных веществ в поступающей сточной воде (рис. 10.16). Максимальное содержание оседающих веществ (кривая la) и минимальное содержание оседающих веществ (кривая 16) в сточной воде существенно отличаются друг от друга, особенно при малых начальных концентрациях взвешенных веществ. Кривые 2 и 3 (по рекомендациям ныне действующего и предшествующего СНиПа) удовлетворительно соответствуют средним значениям. Объективно существующему широкому диапазону изменения содержания оседающих веществ соответствует широкая гамма кривых кинетики осветления сточных вод, отражающая многообразие встречающихся седиментационных свойств взвешенных веществ (рис. 10.17).

Рис. 10.16. Зависимость содержания оседающих веществ от начальной концентрации взвешенных веществ:
1а и 16 – максимальные и минимальные значения соответственно; 2 – по СНиП 2.04.03-85; 3 – по СНиП П-32-74

Рис. 10.17 Зависимость эффекта осветления сточных вод от продолжительности отстаивания (в цилиндрах hzet =1,0 м)

Для правильного проектирования отстойников целесообразно экспериментальное определение кривых кинетики осветления реальных сточных вод данной станции аэрации или их близкого аналога. Методика экспериментального определения кинетики осветления сточных вод в покое разработана В. И. Калицуном.

Кинетику эффективности осветления сточных вод определяют путем технологического моделирования отстаивания воды в покое в лабораторных цилиндрах высотой 0,5 и 1,0 м.

Для городских сточных вод п = 0,2-0,4. Показатели а в формуле (10.21) и п в формуле (10.22) определяются экспериментально по результатам технологического моделирования. При отсутствии экспериментальных данных можно воспользоваться рекомендуемыми СНиПом расчетными параметрами, приведенными в табл. 10.7.

Основным условием расчета первичных отстойников является обеспечение задержания в них агломераций взвеси, гидравлическая крупность которых не меньше расчетной условной гидравлической крупности. При расчете отстойников следует учитывать особенности гидродинамического режима движения в них воды, которые зависят от типа применяемого сооружения и определяются в основном условиями входа осветляемой воды в зону осветления, а также условиями сбора осветленной воды и выгрузки образующегося осадка.

Таким образом, в действующих первичных отстойниках условия флокуляции и осаждения взвешенных веществ в потоке движущейся сточной воды существенно отличаются от условий отстаивания в покое. Как следствие, достигаемый в производственных условиях эффект снижения концентрации взвешенных веществ не превышает 50-60%, что бывает существенно ниже содержания оседающих веществ в исходной сточной воде, достигающего 60-80°.

Рис. 10.18. Зависимость эффекта снижения концентрации взвешенных веществ (кривая 1) и БПК5 (кривая 2) от продолжительности осветления более медленно вследствие неблагоприятного

На рис. 10.18 приведены эксплуатационные данные работы первичных отстойников, которые показывают эффективность осветления сточной воды по изъятию взвешенных веществ и снижению БПК в диапазоне продолжительностей отстаивания 1,5-4 ч. Процесс первичного осветления в действующих отстойниках идет менее эффективно и совокупного воздействия фактических гидродинамических условий на ход флокуляции и седиментации взвеси.

В действующих отстойниках гидродинамическая характеристика потока осветляемой воды определяется типом и конструкцией отстойного сооружения, скоростями и направлением впуска сточной воды в зону отстаивания (рис. 10.20), нагрузкой сточных вод на поверхность отстойника и нагрузкой собираемой осветленной воды на единицу длины водослива (рис. 10.21).

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные в плане резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений, в которых поток осветляемой воды, распределяемый по ширине сооружения с помощью лотка с впускными отверстиями, движется горизонтально в направлении водослива сборного канала, расположенного с противоположного торца отстойника (рис. 10.22).

Рис. 10.19. Зависимость эффекта первичного осветления от градиента скорости при предварительном перемешивании сточной воды:
1,2 – воздушное и механическое перемешивание

Величина Kse, может определяться непосредственным методом, путем замера скоростей движения воды в отстойнике с помощью термоанемометра (прибора для определения малых скоростей движения воды), или рассчитываться на основе фактической продолжительности пребывания воды Цакт в отстойнике, определенной методом трассирования.

Рис. 10.20. Зависимость эффекта осветления воды в отстойнике от скорости входа в него потока осветляемой воды

Рис. 10.21. Зависимость эффекта осветления воды от гидравлической нагрузки на погонный метр сборного водослива

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в расположенные на входе в сооружение иловые приямки, откуда под гидростатическим напором выгружается в самотечный трубопровод с последующим его отводом на перекачивающую насосную станцию. Всплывающие нефтемасляные и жировые вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из которого также самотеком отводятся на перекачку.

Достоинствами горизонтальных отстойников являются их относительно высокий коэффициент использования объема и достигаемый эффект осветления воды по взвешенным веществам - 50-60%; возможность их компактного расположения и блокирования с аэротенками.

Использование в типовых проектах сооружений унифицированной ширины 6 и 9 м стеновых панелей позволяет проектировать горизонтальные отстойники с шириной, равной ширине аэротенков, и объединять эти сооружения в секции.

Рис. 10.22. Горизонтальный отстойник:
1 – подводящий лоток; 2 – впускные отверстия; 3 – скребковая тележка; 4 – жиросборный лоток; 5 – водосборный водослив; 6 – трубопровод выпуска осадка и опорожнения; 7 – отстойная зона; 8 – осадочный бункер

Недостатком горизонтальных отстойников является неудовлетворительная надежность работы используемых в них механизмов для сгребания осадка тележечного или цепного типа, особенно в зимний период. Кроме того, горизонтальные отстойники как прямоугольные сооружения при прочих равных условиях имеют более высокий (на 30-40%) расход железобетона на единицу строительного объема, чем радиальные отстойники. Цилиндрическая форма последних позволяет использовать предварительно напряженную высокопрочную арматуру, в результате чего уменьшаются требуемая толщина стеновых панелей и удельный расход железобетона.

В практике проектирования горизонтальные первичные отстойники широко используются в очистных сооружениях пропускной способностью 15-100 тыс. м3/сут.
Вертикальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары с коническим днищем, в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении. В зависимости от типа впускного устройства вертикальные отстойники подразделяются на следующие: с центральным впуском воды; с нисходяще-восходящим движением воды; с периферийным впуском воды.

В вертикальных отстойниках с центральным впуском сточная вода подводится лотком к центральной раструбной трубе, опускаясь по которой вниз, осветляемая вода отражается от конусного отражательного щита и поступает в зону осветления (рис. 10.23). В восходящем потоке осветляемой воды происходит флокуляция частиц взвеси, и образующиеся агломерации взвеси, гидравлическая крупность которых ц0 превосходит скорость восходящего вертикального потока vBepT, выпадают в осадок. Более мелкая взвесь, для которой и0

Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком, высота гребня водослива которого определяет уровень воды в отстойнике. Всплывающие вещества жирового состава собираются в центре отстойника кольцевым лотком, из которого отводятся трубопроводом в самотечную иловую сеть.
Выпадающий осадок накапливается в иловой конусной части отстойника, из которой удаляется под гидростатическим напором 1,5-2,0 м через иловую трубу в самотечную иловую сеть. Объем иловой части рассчитывается на двухсуточный объем образующегося осадка. Влажность выгружаемого осадка составляет 95%.

Достоинствами вертикальных первичных отстойников являются простота их конструкции и удобство в эксплуатации; недостатками - большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр -9 м, а также невысокая эффективность осветления воды (обычно не превышающая 40%> по снятию взвешенных веществ).

Исследования СМ. Шифрина показали, что в вертикальных первичных отстойниках с центральным впуском образуются обширные вихревые зоны в центральной части сооружения и в районе водосборных лотков, что существенно снижает их коэффициент объемного использования и достигаемый эффект осветления.

Рис. 10.23. Первичный вертикальный отстойник из сборного железобетона:
1 – иловая труба для выпуска осадка; 2 – жиропровод для выпуска всплывающих веществ; 3 – центральная впускная труба с отражателем; 4 – сборный лоток осветленной воды; 5 – отводящий лоток; 6 – подводящий лоток

Более совершенными с технологической точки зрения являются вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком осветляемой воды (рис. 10.24). В отстойнике этого типа зона осветления разделена полупогружной перегородкой на две равные по площади зеркала воды части.

Сточная вода поступает в центральную часть по лотку или трубопроводу и через зубчатый водослив отражательным козырьком распределяется по площади зоны осветления, где происходит нисходящее движение потока осветляемой воды, обеспечивающее лучшее совпадение направлений векторов движения потока воды и выпадения агломерирующейся взвеси, чем в типовых вертикальных отстойниках с центральной распределительной трубой.

Рис. 10.24. Первичный вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком:
1 – приемная камера; 2 – подающий трубопровод; 3, 4 – трубопровод и воронка соответственно для удаления плавающих веществ; 5 – зубчатый распределительный водослив; 6 – отражательный козырек; 7 – распределительный лоток; 8 ~ периферийный сборный лоток осветленной воды; 9 – отводящий трубопровод; № – кольцевая зона восходящего движения; 11 – кольцевая перегородка; 12 – трубопровод для выпуска осадка

Основная масса взвешенных веществ успевает выпасть в осадок до поступления потока осветляемой воды в кольцевую зону восходящего движения, где происходит доосветление воды, которая собирается периферийным сборным лотком. Коэффициент использования объема в этих отстойниках^ повышается до 0,65, и эффективность осветления воды по снижению концентрации взвешенных веществ достигает 60-65%.

Осадок под действием гидростатического давления выгружается через центральный илопровод. Всплывающие вещества удаляются из центральной части через приемную воронку и самотечный трубопровод.

НИИВодгео разработал вертикальные отстойники с периферийным впуском воды и сбором осветленной воды в центральной зоне, технологические показатели которых (коэффициент объемного использования и эффективность осветления) аналогичны таким показателям отстойников с нисходяще-восходящим движением воды.

Разновидностью вертикальных отстойников являются квадратные в плане (12×12 и 14×14 м) четырех бункерные отстойники с центральным впуском воды и сбором осветленной воды периферийным лотком.

Простота конструкции вертикальных отстойников обусловила их широкое применение на очистных сооружениях средней пропускной способностью 2,0-15,0 тыс. м3/сут.

Радиальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии (рис. 10.25). Скорость движения осветляемой воды изменяется от максимальных значений в центре до минимальных на периферии радиального отстойника.

Рис. 10.25. Первичные радиальные отстойники:
1 – илоскреб; 2 – распределительная камера; 3 – подводящий трубопровод; 4 – трубопровод выгрузки осадка; 5 – жиросборник; б – насосная станция перекачки осадка; 7- трубопровод отвода осветленной воды; 8 – жиропровод

Взвешенные вещества, выпадающие в осадок из движущегося потока осветляемой воды, перемещаются в иловый приямок скребками, размещенными на вращающейся ферме. На этой же ферме расположено подвесное устройство, сгребающее всплывающие на поверхность вещества к жиросборнику, из которого они отводятся на перекачку. Частота вращения фермы с илоскребами составляет 2-3 ч-1 , привод фермы периферийный с тележкой на пневмоходу. Осадок удаляется с помощью плунжерных и центробежных насосов, что обеспечивает снижение его влажности до 93,0 -93,5%. Радиальные первичные отстойники обеспечивают задержание 50-55% взвешенных веществ.

Разработанные типовые проекты радиальных отстойников диаметром 18-50 м позволяют использовать их на очистных сооружениях практически любой пропускной способности, начиная с 20 тыс.м3 в сут.

Круглая в плане форма радиальных отстойников позволяет уменьшать необходимую толщину стеновых панелей за счет применения высокопрочной предварительно напряженной арматуры, что сокращает их удельную материалоемкость. Вращающаяся ферма обеспечивает простоту эксплуатации радиальных отстойников.

Указанные достоинства радиальных отстойников обусловили их широкое распространение на очистных сооружениях. Вместе с тем для радиальных отстойников с центральным впуском характерны повышенные градиенты скорости в центральной части, приводящие к уменьшению их коэффициента объемного использования и эффективности осветления.

Обобщенный метод технологического расчета первичных отстойников заключается в выборе типа и необходимого числа типовых сооружений, обеспечивающих требуемый эффект осветления.

Рис. 10.26 Зависимость п от начальной концентрации взвешенных веществ (при Э=50%)

Интенсификация первичного осветления сточных вод. В получивших распространение первичных отстойниках задерживается обычно 40-50% взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах. Вместе с тем при начальной концентрации взвешенных веществ не менее 300-400 мг/л, характерной для режимов экономного водопотребления, необходимый эффект первичного осветления может достигать 70-75%. В противном случае неизбежен повышенный прирост избыточного активного ила, имеющего больший фактический объем и меньшую влагоотдачу при последующем обезвоживании. В условиях формирования многокомпонентных городских сточных вод очень часто также образуется тонкодисперсная взвесь, в которой содержание оседающих веществ не превышает 30-50% (см. рис. 10.17). В указанных выше случаях для обеспечения требуемой эффективности первичного осветления необходимо интенсифицировать процесс осаждения взвешенных веществ.

Обширные исследования, проведенные за последние годы в нашей стране и за рубежом, позволили разработать и испытать различные методы интенсификации процессов отстаивания сточных вод и уплотнения образующихся осадков (рис. 10.27). Однако из известных методов интенсификации первичного отстаивания наибольшее распространение для очистки городских сточных вод получили методы, связанные с использованием биофлокулирующих свойств избыточного активного ила и биопленки, имеющих в своем составе внеклеточные биополимеры, обусловливающие пространственное структурирование и биофлокуляцию клеточных образований.

Концентрация основных категорий биополимеров - полисахаридов, протеинов, РНК и ДНК достигает максимума в фазе эндогенной респирации микроорганизмов. Образующиеся экзогенные биополимеры обеспечивают формирование и прикрепление биопленки, объединение свободноплавающих микроорганизмов в клоны и хлопки, которые при уменьшении градиента скорости способны агрегироваться в крупные быс-трооседающие хлопья активного ила размером в несколько миллиметров.

Функциональные группы, содержащиеся в биополимерах, могут в среде, близкой к нейтральной, проявлять свойства ионов или быть неионо-генными, обеспечивая образование мостиковых связей как между собой, так и с другими частицами минерального или органического происхождения, т.е. выполняют роль флокулянтов.

Таким образом, избыточный активный ил и биопленка представляют собой естественные биофлокулирующие добавки, образующиеся в процессе биологической очистки сточных вод. Использование их биофлокулирующих свойств целесообразно в качестве одного из самых экономичных методов физико-химического воздействия на формирование агломераций мелкодисперсной взвеси в процессе ее седиментации (осаждения).

Рис. 10.27. Методы интенсификации работы отстойников и илоуплотнителей

Биофлокуляция была успешно реализована во встроенных в вертикальные отстойники камерах флокуляции, использующих как избыточный активный ил, так и биопленку. Эффективность первичного осветления воды после ее 20-минутной обработки в камере биофлокуляции повышалась до 65-75% по взвешенным веществам и 4045% по снижению БПК. Однако механический перенос полученных в вертикальных отстойниках результатов на запроектированные и построенные отдельно стоящие преаэраторы сточных вод с активным илом, а также встроенные конструкции в радиальные и горизонтальные отстойники не позволил получить в них аналогичные результаты.

Обширные исследования, проведенные кафедрой водоотведения МГСУ в области изучения закономерностей процессов седиментации и гидродинамических условий ее реализации, позволили разработать и оптимизировать технологию первичного осветления сточных вод с использованием избыточного ила как биофлокулянта, которая обеспечивает повышение содержания оседающих веществ в любой сточной воде до 85-90%» и снижение БПК в осветленной воде на 40-50%). Возможная конструктивная схема реализации этой технологии в радиальном первичном отстойнике приведена на рис. 10.28.

Размещенная в центральной части радиального отстойника зона биофлокуляции позволяет обеспечить при 20-минутном пребывании сточной воды эффективный контакт между частицами мелкодисперсной взвеси и активного ила.

Рис. 10.28. Схема радиального отстойника с камерой биофлокуляции (а) и распределения градиентов скорости до (кривая 1) и после реконструкции
(кривая 2) (6):
1 – подвод сточной воды и активного ила; 2 – распределительная камера; 3 – зона биофлокуляции; 4 – дырчатые аэраторы; 5 – полупогружная перегородка; б – затопленные перегородки; 7 – низкоградиентная мешалка; 8 – защитный зонт; 9 – сборный водослив; 10 – тонкослойные блоки перекрестной схемы

Имеющийся гидродинамический потенциал входящего потока (кривая а на рис. 10.28) дополняется устройством аэратора в виде дырчатых труб, что в совокупности обеспечивает в зоне биофлокуляции необходимый градиент скорости перемешивания 50-60 с1 (кривая 1).

Из зоны биофлокуляции сточная вода проходит под перегородкой зоны воздухоотделения, где отделяются прилипшие пузырьки воздуха, способные в дальнейшем ухудшить условия седиментации.

В зоне осветления отстойника процесс седиментации стимулируется низкоградиентным перемешиванием, которое при G = 1-2 с“1 обеспечивает оптимальные условия для осаждения взвешенных веществ и уплотнения образующегося осадка. Расположенные на периферии отстойника тонкослойные блоки перекрестной схемы осаждения осветляют воду на завершающей стадии, перед ее поступлением в сборный лоток.

Многолетняя эксплуатация первичного отстойника, модифицированного по данной технологической схеме, показала его высокую эффективность как по задержанию взвешенных веществ - 60-80% (рис. 10.29), так и по снижению БПК в осветленной воде на 40-70% по сравнению с исходной. Однако тонкослойные блоки весьма материалоёмки.

Рис. 10.29. Зависимость эффекта осветления от начальной концентрации взвешенных веществ

При оптимальных добавках активного ила 160-200 мг/ л, соответствующих приросту избыточного активного ила, эффективность осветления по взвешенным веществам составляла 75-80%, при этом влажность смеси осадка и избыточного ила, выгружаемого из отстойника, составляла 96,0-96,5% (рис. 10.30). Снижение БПК в осветляемой воде практически не опускалось ниже 40% за весь период наблюдения, оставаясь в основном в пределах 50-70% (рис. 10.31). Существенный разброс опытных данных объясняется производственными условиями эксплуатации сооружений, колебаниями состава и концентрации поступающих загрязнений.

Рис. 10.30. Влияние дозы добавки активного ила на эффект осветления (Э) и влажность выгружаемого осадка (W)

Рис. 10.31. Корреляция между эффективностью осветления по взвешенным веществам и снижением БПК5

Наряду с использованием биофлокулирующих свойств избыточного активного ила интенсификация работы первичных отстойников возможна также за счет применения непрерывной откачки выпадающего осадка с его последующим уплотнением в отдельном осадкоуплотнителе. Преимущества данной технологии заключаются в поддержании практически нулевого (не более высоты скребков) слоя осадка на днище отстойника и повышения тем самым эффекта осветления воды. Кроме того, быстрое удаление выпадающего осадка, особенно при условии тщательной «зачистки» всего днища скребками, позволяет избегать так называемого залеживания осадка с его последующим анаэробным распадом и попаданием в осветляемую воду труд-ноосадимых продуктов разложения.
Аналогичное отрицательное воздействие на процесс первичного осветления оказывает широко применяемая в технологических схемах станций аэрации рециркуляция в первичные отстойники сливной воды после уплотнителей сброженного осадка из метантенков. Продукты анаэробного распада, отмытые из сброженного осадка для улучшения его влагоотдачи, обладают крайне низкой способностью как к осаждению, так и к всплы-ванию, что приводит к образованию неоседающих затопленных линз тонкодисперсной взвеси и ее повышенному выносу из первичных отстойников.

Рис. 10.32. Схема приемного бункера:
1 – бункер; 2 – пандус; 3 – борт; 4 – скребок; 5 – удаляемый шлам; 6 – труба для выпуска шлама из бункера

Кроме выделения оседающих веществ, в первичных отстойниках задерживаются также всплывающие вещества, представляющие собой в основном различные виды нефтепродуктов. Так по результатам производственных испытаний, проведенных на КСА, эффективность снижения концентрации нефтепродуктов в сточной воде после первичного отстаивания составляет около 50%. Однако всплывающие вещества вместе с осадком направляются на сбраживание в метантен-ки, где нефтепродукты практически не распадаются, а лишь эмульгируются, создавая дополнительные трудности при последующей обработке осадка и рецикле сливной воды. Поэтому с технологической точки зрения заслуживает внимания опыт рециркуляции задержанных в первичных отстойниках плавающих веществ в поток сточных вод перед мелкопрозорчатыми решетками, которые имеют практически постоянно подслой отбросов на своих стержнях, который эффективно задерживает плавающие вещества. В последующем, вместе с отбросами, задержанные на них плавающие вещества отправляются на захоронение и выводятся тем самым из технологического цикла.

В последние годы достигнут также прогресс в совершенствовании конструкций устройств для удаления плавающих веществ с поверхности радиальных отстойников, наиболее распространенных на станциях аэрации. Качающиеся приемные бункеры, затапливаемые при прохождении над ними фермы скребка и собирающие таким образом плавающие вещества, вместе со значительным количеством воды обеспечивали влажность удаляемой смеси порядка 97%. На КСА была разработана и успешно испытана в производственных условиях конструкция приемного бункера, борта которого постоянно находятся выше уровня воды в первичном отстойнике (рис 10.32). Плавающие вещества, подгребаемые к бункеру скребком, попадают в него через наклонный пандус, на котором происходит обезвоживание удаляемой массы. Для обеспечения самотечной выгрузки задержанных загрязнений они могут дозировано разбавляться водой. Конечная влажность выгружаемой с поверхности массы загрязнения не превышает 92%.

Самое простое и дешевое устройство для вывода и очистки отходов – отстойники для сточных вод. Они предназначены для того, чтобы тяжелые и труднорастворимые вещества осаждались на дно, а оставшаяся часть воды поступала в фильтры очистки и только затем в почву.

В настоящее время вопросы экологии занимают пристальное внимание общества. Поэтому очистка стоков важна не только на промышленных предприятиях, но и в частных домах. Бурное развитие химической промышленности, создание новых бытовых моющих веществ негативно влияют на состав сточных вод, в которых помимо вредных отходов находятся агрессивные вещества, способные отравить местность.

Процесс очищения сточных вод является комплексным мероприятием и состоит из следующих этапов:

механическая очистка стоков;
биологическое очищение с помощью бактерий;
физико-химические работы по очистке;
дезинфицирование сточных вод.

На первом этапе производится механическое отделение и сортировка стоков при помощи отстойников для очистки сточных вод. Этот процесс включает в себя различные устройства и приспособления:

решетки и сито для крупных частей отходов;
мембраны;
песколовки;
первичные отстойники;
септики.

Септик — самый эффективный отстойник

Данный способ можно назвать – отстойник для механической очистки стоков и отходов. Самым эффективным устройством является септик, который используется на крупных предприятиях и в загородных домах и дачах.

Вторым этапом является биологическая очистка сточных вод. В бактериальной среде вредные органические соединения разлагаются на простые элементы и воду. То есть то, что мы называем вредными отходами, для микроорганизмов является питательной средой. Работа бактерий может быть:

аэробной (с присутствием кислорода),
анаэробной (без воздуха).

Если состав биологической среды приспособлен к работе с кислородом, то необходим приток воздуха.

Физико-химическая очистка предполагает следующие способы:

хлорирование сточных вод;
флотация;
озонирование стоков.

Этот метод предполагает использование химических препаратов, которые вступают в реакцию с неорганическими веществами, образуя осадок. В зависимости от состава стоков могут добавляться окислители или щелочные растворы.

Технология очистки и обезвреживания сточных вод включает в себя на последнем этапе дезинфекцию. Для этого используется ультрафиолетовое излучение, которое уничтожает вредные микроорганизмы и бактерии .

Специалисты рекомендуют не выбирать один из способов очищения стоков, а использовать их в комплексе. Только при использовании всех способов достигается уровень очищения воды до 98%, то есть вода на выходе получается практически чистой и безвредной для человека и растений. Полученную воду можно использовать в дальнейшем для полива огорода, сада или других бытовых нужд в загородном доме.

Флотация сточных вод

Флотация сточных вод — это процесс, при котором происходит расщепление твердых частей отходов. Пузырьки воздуха или жира уносят с собой частицы, которые не смачиваются. То есть удаляются вещества из воды, которые находятся во взвешенном состоянии.

Для флотации используется специальное устройство, обладающее рядом достоинств:

высокая надежность при нормальном уровне очищения;
простота монтажа и малый вес;
техническое обслуживание производится два раза в год;
оптимальная стоимость изделия.

В этом устройстве сточная вода и струя воздуха подаются в одном направлении. Твердые частицы отходов, как бы прилипают к пузырькам воздуха и масел и выводятся вместе с ними.

Флотация бывает нескольких видов:

напорная,
импеллерная,
с использованием пористых веществ.

Напорная флотация является наиболее простым способом очистки сточных вод. Вода под определенным давлением насыщается воздухом. При этом другие реагенты не присутствуют, и есть возможность изменять размер и количество пузырьков воздуха.

Импеллерная флотация применяется, как правило, на крупных предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности. В данном устройстве создаются потоки воздуха и воды турбулентного типа, и происходит полное разрушение хлопьевидных осадков отходов. Для достижения лучшего эффекта в этом методе добавляют активные реагенты.

А при использовании пористых материалов есть возможность получить пузырьки воздуха небольшого размера. Эффективность данного способа зависит от дополнительных растворов, которые в виде эмульсии удаляют из воды вредные вещества.

Осветление сточных вод является одним из этапов обезвреживания стоков. При этом способе повышается уровень прозрачности воды, путем удаления из нее взвешенных частиц отходов, которые обладают разной степенью дисперсности. Для уменьшения количества тонкорастворимых примесей используют обработку сточной воды коагулянтом.

Вышеперечисленные методы очистки сточных вод в большей степени удаляют вредные вещества. Однако, болезнетворные бактерии они удалить не могут. Поэтому на завершающем этапе проводится дезинфекция воды. И только после этого чистую воду можно выводить в грунт.

Устройства для сточных вод

Емкость для сточных вод может быть из разных материалов и различной конструкции:

пластмассовый септик заводского производства, полностью готовый к использованию;
септик из железобетонных колец или кирпича;
металлический резервуар в виде цистерны или короба.

Септик из пластмассы состоит из двух частей: отстойника, который полностью герметичен, и переливного устройства с дополнительными фильтрами.

Однако, его стоимость относительно высока. Поэтому можно сделать септик своими руками из бетонных колец или кирпича.

Соединения колец и наружные стороны кирпичных стен следует дополнительно обработать цементным раствором и материалами, которые создадут необходимый уровень герметичности емкостей.

Твердые части отходов оседают на дно отстойника и со временем распадаются на простые вещества. Во время этого этапа очистки образуются газы, которые выводятся, в дальнейшем, через систему вентиляции септика. Поэтому при строительстве очистного сооружения необходимо предусмотреть место установки вентиляционной трубы.

Сейчас в продаже есть устройства, обеспечивающие полный комплекс очищения сточных вод. В их состав входят следующие элементы:

отстойник для первичной очистки и осаждения твердых частей отходов;
резервуар для биологической очистки стоков:
дренажные трубы с комплектом принадлежностей для монтажа;
насосы для сточных вод;
трубы для аэрации (подачи воздуха) в емкости;
геотекстиль;
подготовленный щебень определенного размера для закрытия дренажных труб.

Вертикальный отстойник имеет форму цилиндрического резервуара, сделанного из металла (иногда его делают квадратной формы). Форма днища – конусная или пирамидальная. можно классифицировать исходя из конструкции впускного устройства – центральное и периферийное. Чаще всего используется вид с центральным впуском. Вода в отстойнике движется в нисходяще-восходящем движении.

Принцип работы вертикального отстойника

Вода со стоков поступает в него через верхнюю часть конструкции и движется вниз по центральной вертикальной трубе к находящемуся там раструбу. Под трубой находится щит, который отражает и меняет траекторию движущейся воды с нисходящей на восходящую. В этот же момент в отстойной части в осадок очень интенсивно выпадают диспергированные частицы. Поток воды, который движется вверх перемещается через кромку для переливания воды и попадает в периферийный лоток, где собирается осветленная и очищенная вода. Осадок с помощью илопровода периодически очищается из отстойной части.

Перегородка, находящаяся перед гребнями противостоит загрязнению отбросами, которые часто всплывают в первичном отстойнике наверх. После этого загрязнения убирают вручную, используя скребок или совок и выкидывают в колодец, который находится вне конструкции устройства.

Применение отстойников

Вертикальный отстойник – это устройство, которое погружается в воду на максимальную глубину в 9 м. И если грунтовые воды находятся выше этой глубины использовать такое сооружение будет бесполезно.

Они устанавливаются в основном на небольших сооружениях для очистки сточных вод, объем которой не превышает 10000 м2 в сутки

Многие заводы и организации отдают предпочтения вертикальным отстойникам на своих сооружениях поэтому их разновидностей существует очень много – различные по размерам и конструкциям.

Почему вертикальный отстойник – это правильный выбор

Управлять ими легче, чем горизонтальными, они имеют упрощенную конструкцию. При нормальной работе, они могут удалить до 40% взвеси из сточных вод. Вертикальные отстойники легче монтировать, а стоимость у них гораздо ниже чем у горизонтальных. Водослив по периметру имеет большую длину и это позволяет значительно снизить скорость с которой движется вода, а это уменьшает вынос взвеси.

Принцип работы отстойников – уход и эксплуатация

Чтобы осадок не сползал к центральной части днища, во время разработки проекта и строительства необходимо сделать уклон к горизонтальной поверхности внизу до 50 градусов.
Необходимо тщательно сгладить внутреннюю часть отстойника.
Днище лучше делать коническим, а не в форме пирамиды. Потому что в пирамидальной часто скапливается очень много осадков в углах, после чего они начинают бродить.

Но и после произведения этих действий, самой главной проблемой останется плохое сползание осадка, что и затрудняет эксплуатацию. Забродивший осадок начнет вырабатывать газ, который будет всплывать на поверхность первичного отстойника, а это в свою очередь увеличит вынос взвеси.

Нужно следить чтобы на поверхности не было корки, которая обычно образуется из веществ, состоящих из жира, масла. Она появляется из-за отбросов которые плавают на поверхности. Необходимо, чтобы она поступала в жиросборник.

Об осадках

Если в вашем отстойнике нет специального бункера, в котором собираются отбросы, его нужно как можно скорее изготовить и установить с помощью трубы, которую нужно присоединить к илопроводу. На этой трубе нужно установить перегородку и открывать её по мере большого накопления мусора. Все собравшиеся отбросы убираются из отстойника с помощью скребка или совка, после чего перегородка снова закрывается.

Осадок, который плохо сползает к днищу, также нужно проталкивать вручную. Совок или скребок можно изготовить самостоятельно. Длина ручки должна быть больше, чем длина вертикального отстойника. Из-за того, что ручка может быть в длину до 9 метров, вместе со скребком такая конструкция очень тяжелая и лучше всего не доставать её из отстойника. Вручную осадок нужно сталкивать один раз за смену – не реже чем каждые 12 часов. После того как осадок будет устранен со стенок, включится гидроэлеветор и осадок уйдет на утилизацию.

Что влияет на эффективность работы

Чтобы отстойник работал корректно, нужно позаботиться об оптимальном углублении вертикальной трубы, через которую проходят сточные воды и о расположении щита, который будет менять направление движения воды.

Длина центральной трубы может быть подобрана экспериментально. Чаще всего это происходит если много взвеси выносится на поверхность и необходимо подобрать все нужные характеристики исходя из количества этих веществ. Тогда удастся сделать очистку сточных вод более эффективной и стабильной на протяжение длительного времени.

Вас может заинтересовать:

Пожарный резервуар - это место для размещения запаса воды для тушения возможного возгорания. Она должна отвечать требованиям по проектированию, указанным в СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий П.6. Этот объект обязательно, согласно вышеуказанной норме, должен быть возведен на территории промышленного предприятия. Для создания пожарного запаса воды могут использоваться искусственные и естественные водоемы,...

Аппараты, механизм работы которых заключается в обмене теплом между двумя средами, имеют общее название – теплообменники. При этом их конструкции и сферы применения чрезвычайно разнообразны. В группу этих устройств входят испарители и парогенераторы, водонагреватели и пастеризаторы, конструктивные элементы систем кондиционирования и охладительного оборудования. Широкая потребность производства и частного сектора в...

АГЗС - так называются станции для заправки автомобилей газом. На них в автомобили и другой автотранспорт заправляется сжиженный газ. Для доставки газа на станцию чаще всего используются специальные автомобили, оборудованные цистернами или магистраль, по которой газ подаётся в специальное хранилище. Газ, доставленный автомобилями, перекачивают под давлением в специальные приёмные ёмкости - криоцистерны. При их изготовлении...

Проверки резервуаров, которые продолжительное время находились в эксплуатации, показывают, что их внутренняя и внешняя поверхность повреждена в результате воздействия коррозии. После проведения тщательного анализа следов коррозийных процессов было выявлено, что разрушение металла происходит неравномерно. В зависимости от вида коррозии, которая воздействует на определенный участок, повреждения могут иметь характерный вид и...

К атегория: Очистка сточных вод

Отстойники для отчистки сточных вод

Отстойники применяют для предварительной очистки сточных вод, если по местным условиям требуется их биологическая очистка, или как самостоятельные сооружения, если по санитарным условиям вполне достаточно выделить из сточных вод только механические примеси.

В зависимости от назначения отстойники подразделяются на первичные, которые устанавливают до сооружений биологической обработки сточных вод, и вторичные, которые устанавливают после этих сооружений.

По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные. К отстойникам условно могут быть отнесены и осветлители, в которых одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

Тип отстойника (вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, двухъярусный и др.) необходимо выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод и обработки их осадка, пропускной способности сооружений, очередности строительства, количества эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т. п.

Рис. 1. Горизонтальный отстойник из сборного железобетона 1 - трубопровод для отвода сырого осадка; 2 и 4- лотки площадью сечения соответственно 800X 900 и 600X900 мм; 3 и 14 - дюкеры для подачи исходной сточной воды; 5 -впускные отверстия; 6 - скребковая тележка; 7 - жиросбор-ный лоток; 8 - ребро водослива; 9 - фронтальная тележка; 10, 11 - жиропро-зоды; 12 - аварийный дюкер; 13 - трубопровод опорожнения; 15 - шиберы 400X600 мм; 16 - дюкер для отвода осветленной воды

Рис. 2. Схема осаждения частиц в горизонтальном отстойнике

Иногда отстойники рассчитывают по нагрузке, т.е. по количеству сточной жидкости, м3, приходящейся на 1 м2 поверхности водного зеркала отстойника в 1 ч. Эту величину назначают по данным эксплуатации аналогичных отстойников, обеспечивающих более или менее удовлетворительный эффект осветления. Обычно нагрузку принимают 1-3 м3/ч на 1 м2 поверхности отстойника.

Кроме размеров проточной части отстойников (И, L, В), в пределах которой осаждаются взвешенные вещества, необходимо также определить объем осадочной части отстойника. Количество выпавшего осадка в первичных отстойниках для бытовых сточных вод составляет 0,8 л/сут на одного человека. Влажность выгружаемого осадка зависит от способов его удаления: при самотечном удалении осадка она принимается равной 95%, а при механизированном - 93%.

Для накапливания выпавшего осадка и периодической его выгрузки в начале отстойника устраивают приямки, объем которых зависит от конструкций отстойников и способов удаления ила. Наиболее распространенный способ - выдавливание осадка под гидростатическим напором воды, равным 1,5 м. В некоторых случаях выпавший осадок удаляют, откачивая его плунжерными насосами. Объем осадочной части отстойников принимается равным двухсуточному объему выпадающего осадка (при механизированном удалении осадка объем осадочной части можно принимать равным 8-часовому объему выпадающего осадка). Чтобы осадок самотеком сползал к приямкам, днищу отстойника придают уклон не менее 0,01. Горизонтальные отстойники проектируют со скребковыми механизмами для сгребания осадка к приямкам.

Вертикальные отстойники представляют собой круглые или квадратные в плане резервуары с конусным или пирамидальным днищем. Вертикальные отстойники обычно предусматривают на станциях пропускной способностью до 50 000 м3/сут, а чаще -до 20 000 м3/сут и при низком уровне грунтовых вод.

Сточная жидкость подводится к низу рабочей части отстойника по центральной трубе (рис. 3). После выхода из трубы сточная жидкость движется снизу вверх к сливным желобам, по которым поступает в отводной лоток. Во время движения сточной жидкости по отстойнику из нее выпадают взвешенные вещества, удельный вес которых больше удельного веса воды.

Проф. С. М. Шифрин на основе результатов многочисленных опытов и теоретических исследований предложил новый метод расчета вертикальных отстойников. Наблюдения за распределением сточной жидкости по отстойнику показали, что жидкость, выйдя из щели между раструбом центральной трубы и отражательным щитом, движется радиально к стенкам отстойника, а затем поднимается вверх вдоль стенок с относительно большими скоростями. Взвешенные вещества выпадают на горизонтальном пути движения жидкости от центра отстойника к периферии за счет растекания струи и уменьшения скорости движения. Чем мельче те частицы, которые должны быть выделены из сточной жидкости, тем больше должен быть радиус отстойника, представляющий собой основную расчетную величину.

Рис. 3. Вертикальный отстойник диаметром 9 м из сборного железобетона 1 - выпуск осадка; 2 - выпуск плавающих веществ; 3 - центральная труба с отражательным щитом; 4 - водосборный желоб; 5 и 6 - отводящий и подводящий лотки

Рис. 4. Зависимость эффекта осветления Э в вертикальных отстойниках от минимальной гидравлической крупности осаждаемых частиц «о и начальной концентрации взвешенных веществ в сточной жидкости С (а) и график для расчета вертикальных отстойников

При расчете отстойников по методу проф. С. М. Шифрина вначале по необходимому эффекту осветления при заданной концентрации взвесей в сточной воде находят по графику (рис. 4, а) гидравлическую крупность и частиц, которые должны быть задержаны в отстойнике. Затем по найденной гидравлической крупности по графику (рис. 4,6) определяют радиус отстойника г в зависимости от средней скорости входа сточной жидкости в отстойник, принимаемой равной 1,2 м/с. Диаметр центральной трубы d рассчитывают по скорости 30 мм/с. Длину трубы и равную ей высоту цилиндрической части отстойника принимают не менее 2,75 м.

Рис. 5. Вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком 1 - приемная камера; 2 - подающий лоток; 3 и 4 - трубопровод и приемная воронка для удаления плавающих веществ; 5 - зубчатый водослив; 6-отражательный козырек; 7 - распределительный лоток; 8 - лоток для сбора осветленной воды; 9 - отводящий трубопровод; 10 - отстойник; 11 - кольцевая полупогружная перегородка; 12 - иловая труба

Рис. 6. Вертикальный отстойник с периферическим впускным устройством 1 - ведоподающая труба (или лоток); 2 - водораспределительный лоток переменного сечения; 3 - етруенаправляющая стенка; 4 - кольцевой водосборный лоток; 5 - трубопровод для отвода осветленной воды; 6 - отражательное кольцо; 7 - труба для выпуска осадка; 8- сборник всплывающих веществ

Рис. 7. Первичные радиальные отстойники 1 - илоскреб; 2 - распределительная чаша; 3 и 7 - подводящий и отводящий трубопроводы; 4 - трубопровод сырого осадка; 5 - жиросборник; 6 - насосная станция

Объем осадочной камеры вертикальных отстойников определяют так же, как и для горизонтальных отстойников. Осадок удаляется самотеком (под гидростатическим напором столба воды) через иловую трубу, опущенную до основания отстойника. Нижнюю часть осадочной камеры делают конической или пирамидальной с углом наклона стенок к горизонту 50° для создания благоприятных условий сползания выпавшего осадка.

Осветленная вода отводится по сливному лотку (желобу), расположенному по периметру отстойника. На расстоянии 0,3-0,5 м от желоба устанавливают обычно полупогружную доску, которая задерживает всплывающие вещества. Для отстойников диаметром 6 м и более сборные желоба устраивают не только по периферии, но и радиально, что улучшает условия распределения воды в отстойнике и повышает эффект его работы.

Вертикальные отстойники делают из железобетона. Эффект осветления жидкости в таких отстойниках практически не превышает 40%.

Представляет интерес конструкция вертикального отстойника с нисходяще-восходящим потоком сточной воды (рис. 5). Вместо центральной трубы в этом отстойнике имеется полупогружная перегородка большого диаметра. Впуск воды производится через зубчатый водослив. Отражательный козырек изменяет направление движения воды с вертикального на горизонтальное. Затем поток поднимается вверх, вода переливается в сборный лоток и отводится трубой. Такая конструкция отстойника обеспечивает эффективность задержания взвешенных веществ 60-70%. Отношение нисходящей и восходящей площадей потока принимается равным 1:1. Высота полупогружной перегородки составляет 2/3 высоты проточной части отстойника.

В вертикальном отстойнике с периферическим впускным устройством конструкции ВНИИ ВОДГЕО (рис. 6) сточная вода подается в распределительный периферийный лоток, а из него в кольцевую зону между стенкой отстойника и струенаправляющей стенкой. Внизу кольцевой зоны располагается отражательное кольцо. Осветленная вода собирается кольцевым водосборным лотком с зубчатыми водосливами. Скорость движения воды в водораспределительном лотке 0,4-0,5 мм/с. Удельная нагрузка на зубчатый водослив 6 л/(с-м).

Радиальные отстойники. Разновидностью горизонтального отстойника является радиальный отстойник (рис. 7), представляющий собой круглый неглубокий резервуар, вода в котором движется от центра к периферии. Радиальные отстойники устраивают с выпуском воды снизу или сверху; и в том, и в другом случае вода поступает в отстойник по центральной трубе, а осветленная вода сливается в круговой желоб, откуда она отводится по трубам или лоткам. Выпавший на дно осадок сгребается к центру скребками, укрепленными на подвижной ферме, и поступает в приямок, из которого под давлением столба воды высотой 1,5 м удаляется по трубам или отсасывается плунжерными насосами.

Радиальные отстойники применяют главным образом на крупных станциях очистки сточных вод. В частности, такие отстойники сооружены на Люберецкой и Курьяновской очистных станциях в Москве. Диаметр отстойников может быть различным (от 18 до 54 м). Эти отстойники можно рассчитывать по нагрузке, принимая равной 1,5-3,5 м3 на 1 м2 поверхности в 1 ч. Продолжительность отстаивания в зависимости от способа последующей биологической очистки колеблется от 0,5 до 1,5 ч. Влажность выгружаемого осадка равна 95% при самотечном удалении и 93 % при удалении насосами. Обычно радиальные отстойники компонуются в блоки из четырех отстойников.

Проектируют и строят также радиальные отстойники с периферийной подачей сточных вод (рис. 8). Водораспределительный желоб, расположенный на периферии отстойника, имеет постоянную ширину и переменную глубину, так как в дне желоба впускные отверстия разного диаметра размещены на разном расстоянии друг от друга и тем самым обеспечивают постоянную поступательную скорость движения воды в желобе, поэтому осадок в желобе не выпадает. Поток жидкости направляется в нижнюю зону отстойника, а затем в центральную зону и вверх к водоотводящему кольцевому желобу. Такое движение потока создает благоприятные условия для выпадения взвешенных веществ. Осадок собирается коллектором и отводится за пределы отстойника по трубе.

Для сбора и удаления всплывших грубодисперсных примесей предусматривают два бункера, один из которых устанавливают в центральной части отстойника, а второй - в кольцевой зоне. Осветленная вода отводится из центрального кольцевого лотка с двусторонним из-ливом или через щелевые отверстия в центробежной трубе.

Отстойники с периферийным впуском воды и при одинаковой продолжительности отстаивания обеспечивают в 1,2-1,3 раза больший эффект очистки, чем обычные радиальные отстойники; при одинаковом эффекте очистки их пропускная способность увеличивается в 1,3- 1,6 раза в зависимости от концентрации исходной воды. МосводоканалНИИпроектом разработаны проекты первичных отстойников с периферийным впуском воды диаметром 24 и 30 м.

Рис. 8. Радиальный отстойник с периферийным выпуском диаметром 18 м 1 - подводящий канал; 2 - трубопровод для отвода плавающих веществ; 3 - отводящий трубопровод; 4- затвор с подвижным водосливом для выпуска плавающих веществ; 5 - струенаправляющие трубки; 6 - распределительный лоток; 7- полупогружная доска для задержания плавающих веществ; 8 - иловая труба

Рис. 9. Отстойник с вращающимся сборно-распределительным устройством 1 - подводящий трубопровод; 2 - воздушные затворы; 3 - центральная чаша; 4 - сборно-распределительное устройство; 5 - периферийный привод; 6 - скребки; 7 - отводящий трубопровод осветленной воды; 8 - илопровод; 9 - затопленный лоток; 10 - вертикально подвешенные лопатки; -водослив; 12 - полупогружная доска; 13 - щелевое днище; 14 - криволинейная перегородка; 15 - камера жиросборника; 16 - направление впуска сточной воды; 17 - направление движения сборно-распределительного устройства

Оригинальна конструкция радиального отстойника с вращающимися водораспределительным и водосборным устройствами, предложенная проф. И. В. Скирдовым (рис. 9). Конструкция отстойника такова, что основная масса воды в нем находится в потоке и поэтому обеспечивается быстрое осаждение взвешенных веществ. Распределение и сбор осветленной воды производится с помощью вращающегося желоба, разделенного продольной перегородкой. Распределительный лоток имеет струенаправляющие лопатки и щелевое днище, через щели которого падают тяжелые частицы.

Стенки и днище водосборного лотка с затопленным водосливом водонепроницаемые. Вода из лотка отводится с помощью сифона в отводной желоб. В водосборном лотке у днища находится направляющий козырек. Пропускная способность отстойника такой конструкции в 1,5 раза больше, чем типового радиального отстойника при одинаковом эффекте осветления. Глубина зоны отстаивания 0,8-1,2 м, высота нейтрального слоя 0,7 м.

Союзводоканалпроектом разработаны проекты отстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством диаметром 18 и 24 м.

Тонкослойные отстойники имеют водораспределительную, отстойную и водосборную зоны, а также осадочную зону. Отстойная зона разделена полками (или трубами) и отстаивание происходит в пространстве между полками высотой до 15 см. Известен ряд конструкций тонкослойных отстойников.

В тонкослойном отстойнике возможны следующие схемы движения воды и выпавшего осадка:
1) перекрестная - когда осадок движется перпендикулярно направлению движения потока;
2) противоточная - когда осадок удаляется в направлении, противоположном движению потока;
3) прямоточная - когда направления движения потока и осадка совпадают.

Наиболее эффективны тонкослойные отстойники с противоточной схемой движения фаз - воды и осадка. Осадок сползает в иловый приямок, из которого периодически удаляется. Всплывшие вещества собираются в пазухе между секциями и удаляются лотком. Тонкослойные отстойники обычно применяют для осветления сточных вод, содержащих взвешенные вещества однородного состава в относительно небольших концентрациях. Иногда их используют в качестве второй ступени механической очистки.

Рис. 10. Тонкослойный трубчатый отстойник 1 - подающие распределительные трубопроводы; 2- распределительная щель; 3 - пластмассовые трубчатые блоки; 4 - водосборная щель; 5 - лотки для сбора осветленной воды; 6 - пазухи для сбора всплывающих веществ; 7-поворотные трубы для отвода плавающих веществ; 8 - емкость; 9 - приямки для сбора и уплотнения осадков; 10 - трубопроводы для выпуска осадка

Рис. 11. Зависимость показателя степени пi от исходной концентрации механических загрязнений в городских сточных водах при различном эффекте отстаивания

По конструкции тонкослойные отстойники бывают вертикальные, горизонтальные и радиальные. Они имеют водораспределительную и водосборную зоны и зону полочных или трубчатых элементов. Скорость движения потока в полочных элементах 5-10 мм/с, а в трубчатых- до 20 мм/с. Высота тонкослойного пространства 1-2 м. Тонкослойные блоки, выполненные из пластмассы, стали или алюминия, имеют наклон 45-60°.

В тонкослойном трубчатом отстойнике противоточно-го типа (рис. 10) сточная вода по распределительным трубопроводам подается в клинообразные щели. Затем вода осветляется в трубчатых блоках и собирается водосборными щелями. Выпавший осадок сползает в иловые приямки, откуда удаляется под действием гидростатического напора. Плавающие вещества удаляются с помощью поворотных труб.

- Отстойники для отчистки сточных вод