Наклонные тонкослойные отстойники

Для очистки сточных вод все большее применение получают наклонные тонкослойные отстойники. Для шахтных условий конструкции данного типа отстойника разработаны ДонУГИ, ДонНТУ, ВНИИОСуголь. На рис. 5.8 приведена схема одного канала тонкослойного отстойника, из которой понятен принцип их действия.

Рис.5.8. Схема тонкослойного канала.

Для уменьшения глубины осаждения основной поток разбивают на ряд мелких потоков, отделенных друг от друга твердыми поверхностями: пластинами, стенками труб и т.д. Форма сечения ячеек, образующихся не имеет существенного значения для характера течения жидкости.

Конструктивно образуется тонкослойная камера, которую называют модулем, или блоком. Наиболее распространены пластинчатые и трубчатые конструкции модулей. На практике диаметр трубок принимают 20-25 мм, а расстояние между параллельными пластинами 10-20 мм (иногда 50-100 мм, если улавливаются очень крупные взвеси; снижены требования к эффекту осветления и др.). Малый диаметр трубок, малое расстояние между пластинами обеспечивают не только малую высоту падения частицы по сравнению с условиями в обычном отстойнике (горизонтальном, вертикальном, радиальном), но и ламинарность течения жидкости.

Для изготовления модулей применяют различные материалы, из которых наиболее распространены синтетические полимерные пленки, обладающие малым коэффициентом трения.

Благоприятные условия для седиментации суспензий в каждой ячейке модуля и малые размеры ячеек приводят к их быстрому заиливанию, что грозит выходом из строя модуля. Для предотвращения этого явления необходимо удалять осадок из ячеек. Последнее достигается самоочисткой ячеек путем установки модулей в наклонном положении. Угол наклона α должен превышать угол естественного откоса. Обычно он составляет 45-60⁰. В таком положении преодолеваются силы сцепления осадка с поверхностью пластины и под действием гравитационных сил он сползает вниз (в зону накопления осадка).

По соотношению направлений движения исходной воды и осадка модули классифицируют на три основных вида: прямоточные наклонные модули, в которых направление движения воды и осадка совпадают; противоточные - вода и осадок движутся навстречу друг другу; перекрестные - вода движется перпендикулярно движению осадка. Наиболее распространены отстойники с противоточными модулями.

Из-за простоты конструкции модулей, их изготовление возможно не только в заводских условиях, но также силами шахтных мастерских.

Практический опыт работы тонкослойных отстойников показывает, что они работают непрерывно, устойчиво и не требуют значительных энерго- и трудозатрат. Благодаря этому эффективность осветления воды с помощью таких сооружений примерно в 2,5 раза выше, чем в обычных (горизонтальных и др.) И достигает в ряде случаев 80%. За счет малой глубины осаждения процесс осветления протекает в течение короткого времени (в среднем 10 мин.), что увеличивает производительность отстаивания в 50-100 раз, позволяет уменьшить объем отстойных сооружений в 10-12 раз, значительно снизить расход средств на их строительство.

Таким образом, использование тонкослойных отстойников позволяет повысить эффективность очистки сточных вод и повышает компактность очистных станций, что особенно важно для расширяющихся предприятий с острым дефицитом свободных площадей. Предварительные расчеты показывают, что капитальные затраты при этом в 2-3 раза ниже.

Перечисленные преимущества, а также возможность использования тонкослойных модулей в качестве уплотнителей, привели к использованию тонкослойных отстойников в стесненных условиях подземных горных выработок шахт.

С помощью тонкослойных модулей, устанавливаемых на выходе перед сборными лотками, достигается повышение эффективности работы горизонтальных, вертикальных и радиальных отстойников.