Отстойники

Общие сведения. Отстойники служат для улавливания из сточных вод оседающих и всплывающих механических примесей (взвешенных веществ в виде нерастворенных частиц, эмульгированных масс, нефти и ее продуктов).

В зависимости от назначения в технологической схеме очистки сточных вод отстойники подразделяются на первичные и вторичные. Первичные отстойники служат для предварительного осветления вод, поступающих на биологическую или физико-химическую очистку, а вторичные – для вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку. Для предварительного осветления сточных вод и осветления вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку, в ряде случаев возможно применение осветлителей с взвешенным слоем осадка.

По направлению движения жидкости отстойники подразделяют на два основных типа: горизонтальные и вертикальные. Используют и радиальные отстойники, которые являются разновидностью горизонтальных. Отстойники с вращающимися сборно-распределительными устройствами имеют круглую форму в плане, а движение воды в них практически отсутствует (кроме возмущений, создаваемых сборно-распределительным устройством).

Получили распространение также тонкослойные отстойники. Особенность их заключается в том, что отстойная зона разделяется полочными секциями и трубчатыми элементами на неглубокие слои, где обеспечивается ламинарное движение осветленной воды.

Выбор типа должен производиться на основании технико-экономического их сравнения с учетом конкретных задач и условий эксплуатации. При этом необходимо иметь в виду, что первичные отстойники должны обеспечивать осветление сточной воды до содержания взвешенных веществ не более 150 г/л, вторичные – до 2-30 мг/л.

Вертикальные отстойники целесообразно применять при производительности до 20 000 м³/сут; горизонтальные – более 15 000 м³/сут; радиальные – более 20 000 м³/сут; осветлители с взвешенным слоем осадка – до 10 000 м³/сут.

Для интенсификации и осветления сточных вод рационально применение предварительной аэрации в первичных отстойниках.

Для проектирования сооружений и аппаратов механической очистки должны быть заданы:

- общее количество сточных вод, м³/ч;

- температура сточных вод, ^оС;

- периодичность образования сточных вод;

- тяжелые механические примеси, мг/л;

- нефтепродукты, масла, мг/л;

- плотность тяжелых и легких загрязнений, г/см³;

- кинетика осаждения механических примесей тяжелее и легче воды, при их расчетной концентрации в исходной воде;

- требуемая степень очистки, %, или допустимое содержание загрязнений легче или тяжелее воды, мг/л;

- гидравлическая крупность частиц, тяжелее и легче воды, которую необходимо выделить для обеспечения требуемой степени очистки, мм/с.

Гидравлическая крупность определяется по кривым кинетики отстаивания Э = f (t), полученными экспериментально отстаиванием сточной воды (определенной необходимой концентрации) в статических условиях в слое h, как правило, отличным от действительной высоты отстаивания в выбранном типе отстойника, поэтому для приведения полученных результатов к натурным подлежит перерасчет. Перерасчет производится по формуле

, (2.37)

где K – коэффициент использования объема проточной части отстойника; H ₁ – глубина проточной части отстойника, м; t ₁ – продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторных условиях в слое h ₁; n ₂ – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения;

, (2.38)

где t ₁ и t ₂ – продолжительность отстаивания воды, с, в слояхсоответственно h ₁ ≥ 200 мм, h ₂ – h ₁ ≥ 200 мм, в которых достигается требуемый эффект в цилиндрах диаметром не менее 120 мм.

Для промышленных температурных условий:

, (2.39)

где µ_лаб иµ_пр – динамическая вязкость воды, Па × с, при температурах лабораторных исследований и производственных условий соответственно.

Продолжительность отстаивания производственных сточных вод в цилиндре высотой 500 мм в зависимости от эффекта осветления представлена в табл. 2.7, а продолжительность отстаивания бытовых сточных вод в цилиндре в зависимости от эффекта осветления – в табл. 2.8.

Таблица 2.7

Продолжительность отстаивания производственных сточных вод в цилиндре высотой 500 мм в зависимости от эффекта ее осветления

Эффект осветления воды, %	Продолжительность, с, взвешенных веществ при их концентрации, мг/л
коагулирующих	мелкодисперсных минеральных

	- - - -	- - -	- - - -	- - -	- -	-
Примечания: 1. Продолжительность отстаивания дана в статических условиях для температуры воды 20 ^оС. 2. Объемная масса мелкодисперсных минеральных взвешеннх веществ 2-3 г/см³.

Таблица 2.8

Продолжительность отстаивания бытовых сточных вод в зависимости от эффекта ее осветления при t = 20 ^оС (стр.26 табл.30)

Эффект осветления воды, %	Продолжительность, с, при концентрации взвешенных веществ, мг/л

	-	-

Зависимость показателя степени n ₂ от исходной концентрации взвешенных веществ в городских сточных водах при разных эффектах отстаивания приведены в СНиП 2.04.03-85.

Для конкретных сточных вод необходимы специальные исследования.

Опыт обследования промышленных предприятий показывает, что значение гидравлической крупности частиц u _о, которое должно быть выделено для обеспечения требуемой эффективности колеблется в пределах 0,2-0,5 мм/с, поэтому для ориентировочных расчетов отстойников значение u _о можно принять равным 0,25-0,3 мм/с.

Рекомендуемые расчетные параметры отстойников представлены в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Расчетные параметры первичных отстойников

Отстойник	Коэффициент использования объема K	Рабочая глубина отстойной части H, м	Ширина B, м	Скорость рабочего потока υ, мм/с	Уклон днища к иловому приямку
Горизонтальный Радиальный Вертикальный С вращающимся сборно-распределительным устройством С нисходяще-восходящим потоком	0,5 0,45 0,35 0,85 0,65	1,5-4 1,5-5 2,7-3,8 0,8-1,2 2,7-3,8	2 Н - 5 Н - - - -	5-10 5-10 - - 2 u _о - 3 u _о	0,005-0,05 0,005-0,05 - 0,05 -

Окончание табл. 2.9

С тонкослойными блоками: противоточная (прямоточная) схема работы перекрестная схема работы	0,5-0,7 0,8	0,025-0,2 0,025-0,2	2-6 1,5	5-10 5-10	- 0,005
Примечания: 1. Коэффициент K определяет гидравлическую эффективность отстойника и зависит от конструкции водораспределительных и водосборных устройств; указывается организацией-разработчиком. 2. Значение турбулентной составляющей υ_tb, мм/с, в зависимости от скорости рабочего потока υ, мм/с, надлежит определять по табл. 2.10.