Теоретическая часть. Улавливание из сточных вод нерастворенных загрязнений выполняют отстойники, которые подразделяют на отстойники периодического действия (контактные) и

 

Улавливание из сточных вод нерастворенных загрязнений выполняют отстойники, которые подразделяют на отстойники периодического действия (контактные) и непериодического действия (проточные). В практике очистки сточных вод применяют в основном отстойники непрерывного действия.

По направлению движения жидкости в сооружении отстойники подразделяют на два основных типа: горизонтальные и вертикальные. Для очистки сточных вод широко используют также радиальные отстойники, которые являются разновидностью горизонтальных отстойников.

 

 

Рисунок 6.1 – Схема горизонтального отстойника

 

В зависимости от назначения в технологической схеме очистной станции отстойники подразделяют на первичные и вторичные. Первичные отстойники служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на биологическую или физико-химическую очистку. Вторичные – для осветления сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку.

Выбор типа и количества отстойников при проектировании производится на основании технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Отстойники различных типов целесообразно применять при следующих условиях: вертикальные отстойники – при производительности очистной станции до 20000 м³/сут; горизонтальные – при производительности очистной станции выше 15000 м³/сут; радиальные – при производительности очистной станции выше 20000 м³/сут.

Отстойники всех типов выполняют из монолитного или сборного железобетона. В отдельных случаях они могут быть кирпичными.

При расчете горизонтальных отстойников (рисунок 6.1) вначале следует определить ширину отделений В, м, отстойника:

 

(6.1)

 

где q – максимальный расход сточных вод, м³/с;

n – количество отделений;

h₁ – глубина проточной части отстойника, м;

υ – средняя скорость движения сточных вод, м/с.

Длину отстойника L, м, рекомендуется определять по формуле

 

(6.2)

 

где k – коэффициент, равный 0, 5;

u_o – скорость осаждения расчетных частиц (соответствующая заданному эффекту осветления воды) взвесей в мм/с, определяемая по формуле

 

(6.3)

 

где t – продолжительность отстаивания воды в цилиндре высотой h=500мм, соответствующая заданному эффекту осветления воды;

α – коэффициент, учитывающий влияние температуры воды на ее вязкость (таблица 6.2);

m – коэффициент, зависящий от свойств взвесей;

h₁ – глубина проточной части отстойника, м;

ω – вертикальная турбулентная составляющая скорости движения сточных вод, мм/с (таблица 6.1).

 

Таблица 6.1 – Значения вертикальной турбулентной составляющей скорости движения сточных вод

 

υ, мм/с
ω, мм/с		0, 05	0, 1	0, 5

 

Радиус R, м, вертикальных, радиальных и с вращающимися сборно-распределительными устройствами отстойников:

 

(6.4)

 

где k – коэффициент, зависящий от типа отстойника (0, 35 – для вертикальных; 0, 45 – для радиальных; 0, 85 – с вращающимся сборно- распределительным устройством);

u_о – скорость осаждения расчетных частиц взвесей, м/с, определяемая также по формуле 6.3.

 

Проверку скорости движения воды на половине радиуса радиального отстойника υ _ф, м/с, следует производить по формуле

 

(6.5)

 

где R – радиус отстойника, м.

В случае различия значений υ _ф и υ необходимо повторить расчет величины радиуса отстойника R.

Широкое применение для очистки производственных сточных вод находят радиальные отстойники, обладающие высокой производительностью.

Очищаемая сточная вода (рисунок 6.2) по входному патрубку 1 с расширяющимся диаметром сечения на выходе поступает в отстойник и движется в радиальном направлении. Увеличение выходного диаметра патрубка обеспечивает при заданном расходе уменьшение скорости истечения сточной воды из трубопровода и, следовательно, увеличение вероятности ламинарного осаждения твердых частиц в отстойнике. Очищенная сточная вода по отводящим трубопроводам 2 направляется для дальнейшей обработки, а шлам направляется в шламосборник 3 вращающимся скребком 5 и через канал 4 периодически удаляется из отстойника.

 

Рисунок 6.2 – Схема радиального Рисунок 6.3 – Схема вертикального

отстойника отстойника

 

На рисунке 6.3 представлена схема вертикального отстойника, в который очищаемая сточная вода поступает по трубопроводу 5 в кольцевую зону, образованную цилиндрической перегородкой 2 и корпусом 6 отстойника. В процессе вертикального движения сточная вода встречает на своем пути отражательное кольцо 7, направляющее поток воды во внутреннюю полость перегородки 2, а твердые частицы оседают в шламосборник 8. Очищенная сточная вода поступает в кольцевой водосборник 3 и через трубопровод 1 выводится из отстойника. Осадок, скапливающийся в шламосборнике 8, периодически удаляется из него через трубопровод 4. Вертикальные отстойники рассчитывают так же, как и горизонтальные.

Количество задержанного осадка (по массе) Q_сух, т/сут, определяют по формуле

(6.6)

 

где С_о – концентрация взвешенных веществ в воде, мг/л;

Э – эффект осветления воды в отстойниках, доли ед.;

Q_ср.сут – средний суточный расход сточных вод, м³/сут.

Объем осадка V_ос, м³/сут

(6.7)

 

где W – влажность осадка, %;

ρ _о – плотность осадка, т/м³.

 

Таблица 6.2 – Значение коэффициента α, учитывающего влияние температуры воды на ее вязкость

 

Минимальная среднемесячная температура сточных вод, 0С
Коэффициент α	0, 45	0, 55	0, 66	0, 8	0, 9		1, 14	1, 3	1, 5	1, 8

 

Таблица 6.3 – Значение для отстойников различных типов

 

Высота отстойника Н, м	Значение для отстойников различных типов
вертикальных	радиальных	горизон-тальных	с вращающимся распределитель-ным устройством
1, 5	- - 1, 11 1, 21 1, 29 -	- 1, 08 1, 16 1, 29 1, 35 1, 46	- 1, 11 1, 19 1, 32 1, 41 1, 5	1, 14 1, 27 - - - -