Застійних зон у горизонтальних відстійникахПри обстеженні горизонтальних відстійників виявлено, що через недосконалість системи подачі й відводу води з відстійника спостерігається нерівномірний розподіл швидкостей потоку води по перетині апарата. Різниця у швидкостях потоку води між поверхнею й глибиною 1,5 м становить 60 %. Нерівномірний профіль швидкостей потоку води за довжиною, шириною й глибиною відстійника свідчить про нераціональне використання робочого об’єму апарату. Коефіцієнт використання об’єму горизонтального відстійника становить 0,35 — 0,4. Настільки низьке значення цього коефіцієнта обумовлено наявністю застійних зон у придонній частині й у стінок відстійнику, загальний об’єм яких досягає 60—70 % об’єму спорудження. Тому було запропоновано створити аеровідстійник на основі діючих промислових відстійників горизонтального типу. Для цього була забезпечена подача технологічного повітря безпосередньо в зону відстоювання. При цьому вода буде насичуватися киснем повітря, необхідним для підтримки життєдіяльності аеробних мікроорганізмів, що розкладають органічні речовини, і виключить спухання мулу й винос його з відстійників. За літературним даними подібна ідея обґрунтована й реалізована шляхом пристрою так званих преаераторів. Конструктивно преаератор виконується у вигляді ємності, розташованої перед входом води в зону відстоювання, де вода насичується повітрям за допомогою спеціально передбачених аераторів. Тривалість перебування води в преаераторі становить 10—30 хв при питомій витраті повітря 0,5 м3/м3. Однак у наших умовах застосувати преаератор досить важко, тому що для цієї мети буде потрібно побудувати ємність об’ємом 260 м3. Інакше кажучи, вхідний лоток, що існує, необхідно розширити до наступних розмірів: глибина — 2,2 м, ширина — 5 м, при незмінній довжині лотка на всю ширину відстійника, яка дорівнює 24 м. Це зажадає більших обсягів бетонних і земельних робіт. Тому було запропоновано сполучити процес аерації з одночасним відстоюванням води. Практично сполучений процес відстоювання виглядає в такий спосіб. Уздовж бічних стін відстійника по обидва боки укладається по одній перфорованій трубі для подачі повітря. Труба укладається на глибину 3/4 висоти шару води. Це зроблено для того, щоб потік повітря не каламутив шар осаду, що перебуває на дні. Виходячи з отворів труб повітря насичує киснем воду, одночасно захоплюючи наверх шар води, що знаходиться біля стінки. Завдяки цьому вода у відстійнику буде піддаватися слабкому перемішуванню в поперечному напрямку водного потоку. При цьому, чим більше швидкість подачі повітря на аерацію, тим активніше піде біологічний процес і буде краще очищена вола. Однак, при надмірно великій швидкості подачі повітря на аерацію можливе погіршення процесу відстоювання. Тому були підібрані умови, засновані на теоретичних розрахунках, при яких досягалися гарні результати по біологічному очищенню й одночасному гравітаційному осадженню твердих часток, що втримуються в стоках. Загальна витрата повітря, що подається у відстійник, склала 673 м3/год. При подачі повітря в шар води над отвором аератора утвориться стовп газорідинної суміші, завдяки чому виникає ерліфтний підйом рідини в цій зоні. Інтенсивність циркуляції визначається умовою рівноваги крутного моменту, що виникає в результаті різниці гідростатичного тиску води й газорідинної суміші, і моменту сил гідравлічного опору [17]. Поділ мулової суміші й посвітління очищеної води у вторинних відстійниках відбувається в умовах турбулентного руху, що являє собою результат дії всіх факторів гідродинамічного режиму роботи відстійника (режим впуску й відводу стічних вод, режим видалення осілого осаду), які обумовлюють вихровий вплив на потік у цьому спорудженні. Інтенсифікація процесу гравітаційного мулорозділення досягається за рахунок слабкого перемішування мулової суміші за допомогою аерації. Під впливом аерації поліпшується коагуляція пластівців активного мулу (біоплівки), ущільнюється їхня структура й, як наслідок, підвищується концентрація зворотного мулу при зниженні кінцевої концентрації зважених речовин на виході із вторинних відстійників, поліпшуються інші показники (табл. 2.7 і 2.8).
Таблиця 2.7. Якість стічних вод на виході з первинних відстійників до й після впровадження аераторів
Як видно з табл. 2.7, впровадження аераторів у первинному відстійнику дозволило знизити БПК на 8,2 %, ХПК — на 41 %, вміст зважених речовин знизився на 4 %, зміст іонів амонію — на 19,6 %. Підвищення вмісту нітритів обумовлено поглибленням процесів нітрі-денітрифікації [18].
Таблиця 2.8. Якість стічних вод на виході із вторинних відстійників до й після впровадження аераторів
Як видно з табл. 2.8, впровадження аераторів дозволило поліпшити такі показники як амонійний азот — його вміст знизився в 2,45 рази, вміст нітритів зменшився в 3,5 рази, вміст зважених речовин знизився на 33,0 %, концентрація розчиненого кисню збільшилася на 48 %. Збільшення концентрації нітратів з 9,0 мг/дм3 до 14,8 мг/дм3 пояснюється поглибленням процесів нітрі-денітріфікації. Збільшення ХПК не спричиняє серйозних наслідків, тому що воно перебуває в межах припустимої норми. Для ліквідації застійної зони біля стін зливального лотка були встановлені вирівнювачі відстоюється води, що, виконані у вигляді П-подібних труб. Вирівнювачі потоку води, так звані переточні труби, установлені на зливальних порогах на відстані 1,0—1,5 м і опущені одним кінцем у басейн на глибину 0,4—0,6 глибини відстійника, а іншим — у вихідний лоток. Схема відстійника, обладнаного переточними трубами й системою аерації, представлена на рис. 2.7.
Рис. 2.7. Схема горизонтального відстійника, обладнаного переточними трубами й системою аерації: 1 — вхідний лоток; 2 — муловий приямок; 3 — басейн відстійника; 4 — переточні труби; 5 — аератори; 6 — вихідний лоток
Установка переточних труб, таким чином, дозволяє більш повно використовувати об’єм відстійника й ліквідувати застійні зони в периферійній нижній частині відстійника [19]. При відстані менш 1,0 м збільшуються капітальні витрати на установку переточних труб, а при відстані більше 1,5 м гарантувати вирівнювання потоку стає скрутним. Плаваючі зважені речовини затримуються в басейні відстійника порогом, що виступає вище рівня води у відстійнику. Відстань між кінцем переточної труби й днищем лотка становить 80 мм. Це виключає появу повітряного вакууму в зливальному лотку й не дозволяє переточним трубам вийти з робочого режиму. Основною умовою ефективної роботи переточних труб є необхідна витримка горизонтальності труб, тому що відхилення від обрію спричинять ненадходження стічних вод у переточні труби [20]. У кожній секції відстійника одна із труб установлена на середині зливального лотка, що одним кінцем опущена на 2/3 глибини відстійника, а іншим — у дренажну трубу зливального лотка. Це зроблено для того, щоб за допомогою центральної сурми спорожняти відстійник, якщо буде потреба, наприклад, для очищення від осаду, що нагромадився. Для підтримки сталості рівня води у відстійнику був зроблений розрядний пристрій, обладнаний спеціальним фартухом, що охороняє переточні труби від потрапляння в них зважених речовин. Переточні труби можуть бути встановлені як самостійний пристрій, без впровадження аераторів у відстійниках. Устаткування первинного відстійника горизонтального типу системою аерації й переточних труб, переустаткування вторинного горизонтального відстійника в аеровідстійник і установка перетоків у контактному відстійнику дозволили значно поліпшити якість очищення води. Порівняльний аналіз роботи очисних споруджень до й після вдосконалень представлений у табл. 2.9. З табл. 2.9 видно, що вміст зважених речовин зменшився в 2 рази, азоту амонійного — в 3 рази, концентрація нітритів знизилася на 5 %, БПКп зменшилася на 40 %. Зміст нітратів збільшився на 10,3 %, що пояснюється поглибленням процесів нітрі-денітріфікації. Таблиця 2.9. Аналіз роботи вдосконалених і типових очисних споруджень
|
