Механический метод

Сооружения для механической очистки сточных промышленных вод. Песколовки, отстойники (горизонтальные, вертикальные), решётки, септики, гидроциклоны

На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

· решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;

· песколовки;

· первичные отстойники;

· мембранные элементы;

· септики.

Решётка — сооружение для механической очистки сточных вод, служит для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения. Решётки подготавливают сточную жидкость к дальнейшей очистке.

В составе очистных сооружений после канализационной насосной станции (КНС) должны предусматриваться решётки с прозорами не более 16 мм и скоростью движения сточных вод в прозорах решётки не более 1 м/с.

По конструктивному решению бывают: со стержнями прямоугольной формы (неподвижные решётки, представляют собой ряд параллельных металлических стержней прямоугольной формы, закреплённых в раме), решётки-дробилки, ступенчатые самоочищающиеся, шнековые.

Очистка решётки при количестве отбросов 0, 1 /сут и более должна быть механизированная. Ручная очистка решётки производится с помощью граблей, механизированная – с помощью механических грабель или самоочисткой (ступенчатые, шнековые).

Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Из-за изменения со временем состава отбросов – в последнее время в конструкциях решёток стали часто применяться тонкие прозоры от 2 до 6-8 мм, вследствие чего вместо круглых и прямоугольных стержней устанавливаются тонкие (ширина 3-4 мм) пластины. Уменьшение прозоров позволило использовать намывные экраны, образующиеся на решётках с тонкими прозорами, в качестве дополнительной меры по повышению эффективности задержания отбросов. Наличие экрана благоприятно отражается на эффективности задержания отбросов, плавающих примесей (жиров, нефтепродуктов), мелких волокон и частично песка; кроме того, резко уменьшается количество плавающих веществ на поверхности отстойников.

Часто вместо решёток стали применять УФС (устройства фильтрующие самоочищающиеся). Механическая очистка сточной жидкости от крупных примесей с помощью УФС, благодаря своей конструкции, позволяет задержать загрязнения размером более 1, 5 мм.

В составе очистных сооружений используют решетки с прозорами не более 16 мм, со стержнями прямоугольной формы или решетки-дробилки.

Для монтажа и ремонта решеток, дробилок и другого оборудования предусматривают установку подъемно-транспортного оборудования согласно СНиП 2.04.02-84. При расчете решеток в начале определяют общее число промежутков по формуле:

n =К× g_max/(b·h_р· ν _p),

где К - коэффициент, учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями и равный 1, 05, g_max- максимально возможный расход, b- ширина прозора (0, 016м), h_р- глубина воды перед решёткой; v _p - средняя скорость воды в прозорах (0, 7÷ 1м/с); принимается обычно 0, 8 м/с.

Общая ширина решётки В_р рассчитывается по формуле:

В_р = S(n – 1) + nb, где S - толщина стержней.

Затем принимается число решёток N и ширина каждой из них по формуле: В₁=В_р/N.

Потери напора в решётках определяется по формуле:

h_р=ζ _p·n² ·K/2g=b(S/b)^4/3sinφ × ν ² ·K/2g,

где ζ _р - коэффициент местного сопротивления решётки; v - скорость движения воды в камере перед решёткой; К- коэффициент учитывающий увеличение потери напора вследствие засорения; b зависит от формы стержней и принимаемый для стержней с прямоугольным сечением – 2, 42 и с круглым сечением – 1, 79; φ – угол наклона решетки к горизонту.

Тип песколовки (горизонтальная, тангенциальная, аэрируемая) выбирают с учетом производительности очистных сооружений, схемы очистки сточных вод и обработки их осадков, характеристики взвешенных веществ, компоновочных решений и т. п. При расчете горизонтальных и аэрируемых песколовок определяют длину L_s, м, по формуле:

L_s= 1000·K_S·H·n_S/U₀,

где: K_S - коэффициент, принимаемый по табл. 5; H - расчетная глубина песколовки, принимаемая для аэрируемых песколовок равной половине общей глубины, м; n_S -скорость движения сточных вод, м/с, принимаемая по табл.5, 6; U₀ – гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка.

Таблица 5. Значение К_S в зависимости от типа песколовок и отношения ширины В к глубине H аэрируемых песколовок

Таблица 6. Скорость движения сточных вод n_S м/с, при притоке

При проектировании песколовок по таблице 3 принимают:

а) для горизонтальных песколовок - продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке не менее 30 с;

б) для аэрируемых песколовок: установку аэраторов из дырчатых труб - на глубину 0, 7 H, вдоль одной из продольных стен над лотком для сбора песка;

интенсивность аэрациии-3-5 м³ / (м².ч);

поперечный уклон дна к песковому лотку - 0, 2-0, 4;

впуск воды - совпадающий с направлением вращения воды в песколовке, выпуск - затопленный;

отношение ширины к глубине отделения- B: H=1: 1, 5;

Удаление задержанного песка из песколовок всех типов предусматривают: вручную - при объеме его до 0, 1м³/сут; механическим или гидромеханическим способом с транспортированием песка к приямку и последующим отводом за пределы песколовок гидроэлеваторами, песковыми насосами и другими способами - при объеме его свыше 0, 1м³/сут.

Расход производственной воды q_h, л/с, при гидромеханическом удалении песка (гидросмывом с помощью трубопровода со спрысками, укладываемого в песковый лоток) необходимо определять по формуле:

q_h = v_h·L_sc·b_sc,

где v_h - восходящая скорость смывной воды в лотке, принимаемая равной 0, 0065 м/с; L_sc -длина пескового лотка, равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка, м; b_sc - ширина пескового лотка, равная 0, 5 м.

Количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных вод принимают - 0, 02 л/(чел·сут), влажность песка 60%, объемный вес 1, 5 т/м³. Объем пескового приямка следует принимать не более двухсуточного объема выпадающего песка, угол наклона стенок приямка к горизонту - не менее 60°. Для подсушивания песка, поступающего из песколовок, предусматривают площадки с ограждающими валиками высотой 1-2 м.

Допускается применять накопители со слоем напуска песка до 3 м в год. Удаляемую с песковых площадок воду направляют в начало очистных сооружений. Для съезда автотранспорта на песковые площадки устраивают пандус уклоном 0, 12-0, 2. Для отмывки и обезвоживания песка предусматривают устройство бункеров, приспособленных для последующей погрузки песка в мобильный транспорт.

Для поддержания в горизонтальных песколовках постоянной скорости движения сточных вод на выходе из песколовки предусматривают водослив с широким порогом.

Песколовка — сооружение для механической очистки сточных вод, служит для выделения мелких тяжёлых минеральных частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) путём осаждения. Песколовки подготавливают сточную жидкость к дальнейшей очистке.

Песколовки предусматриваются при производительности очистных сооружений более 100 м³/сут. Устанавливаются перед первичными отстойниками и после решёток.

Виды песколовок:

· горизонтальные

· вертикальные

o тангенциальные

o аэрируемые

Отстойник — канализационная накопительная ёмкость, используемая для сбора канализационных и сточных вод, а также для их первичной механической очистки.

Отстойники используются как в промышленных масштабах, так и в индивидуальных хозяйствах.

На стадии первичной очистки, когда в основном используются отстойники, из воды под действием гравитационных сил извлекаются механические примеси, взвешенные вещества, начинаются процессы биологической очистки; при использовании отстойника как биокоагулятора происходит осаждение мелкодисперсных и коллоидных примесей, а также на частицах ила происходят сорбционные процессы^[1].

Искусственная мембрана обычно представляет собой жесткую селективно-проницаемую перегородку, разделяющую массообменный аппарат на две рабочие зоны, в которых поддерживаются различные давления и составы разделяемой смеси.

Мембраны могут быть выполнены в виде плоских листов, труб, капилляров и полых волокон. Мембраны выстраиваются в мембранные системы. Наиболее распространенные искусственные мембраны — полимерные мембраны. При определённых условиях, преимущественно могут быть использованы керамические мембраны.

Некоторые мембраны работают в широком диапазоне мембранных операций, таких, как микрофильтрация, ультрафильтрация, обратный осмос, первапорация, сепарация газа, диализ или хроматография. Способ применения зависит от типа функциональности включеной в мембрану, которые могут быть основаны на изоляции по размеру, химическом родстве или электростатике.