Отстойники осветлители для очистки сточных вод. Отстойники для сточных вод: польза и принцип работы

Для механической очистки применяется отстойник для воды.

На практике используют следующие типы:

песколовки;
нефтеловушки;
резервуары-отстойники;
напорные полые;
пруды-отстойники;
полочные отстойники.

Виды песколовок

Песколовка – это отстойники такого типа, где происходит очищение от частиц крупнее 250 мкм.

Первичные отстойники – это песколовки. Если не убрать песок, дальнейшая очистка сточных вод затрудняется тем, что песок будет забивать следующие очистные сооружения. Песколовка функционирует путём влияния на скорость движения твёрдых частиц в потоке воды.

Песколовки используют несколько вариантов очистки:

горизонтальное течение прямолинейное;
горизонтальное течение круговое;
вертикальное течение вверх;
винтовое течение (поступательно-вращательное)

По способу создания винтового течения бывает тангенциальное и аэрируемое сжатым воздухом.

На входе песколовки всегда находятся решётки для задержки крупных механических примесей.

Отстойник горизонтальный имеет дно с наклоном, тогда придонный поток воды замедляется, и песок, в основном там и находящийся, опускается на дно водоёма, потому что при расширении потока снижается его скорость. Оседающий песок накапливается, и убирается гидроэлеваторами.

Статические отстойники

Для отделения от воды различных загрязнений нефтепродуктами используют статические отстойники. Это длительный процесс, до двух суток . А поступление сточных вод весьма неравномерно.

Совместив несколько функций, двухъярусные отстойники, или эмшеры, позволяют одновременно отстаивать сточную воду, сбраживать и уплотнять выпавший осадок .

Поскольку их легко повторить, такая конструкции я имеет большую популярность. В основном она применяется для отстойников производительностью до 10 тыс. кубометров в сутки.

Это цилиндрическое сооружение с коническим дном. Вверху расположены осадочные желоба, а в нижней половине находится иловая камера, где работают гнилостные бактерии.

Выпавший осадок из осадочных желобов сползает по наклонным поверхностям через 15 см щель и падает в иловую камеру на дне. Устройство щели частично препятствует заражению очищенной воды продуктам гниения.

Заходит и выходит вода через водосливные и сборные лотки шириной на весь желоб. В начале желоба установлена полупогружная доска для равномерности распределения воды по сечению желоба. В конце – выходная доска для задержки на поверхности всплывших частиц.

Сброженный ил удаляется из септической камеры через трубу диаметром до 20 см. В трубе гидростатический напор 1,5-1,8 м. Осадок бродит, процесс имеет две фазы – это основное отличие от септиков.

Отстойники -- это сооружения, предназначенные для выделения из сточных % вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность.

В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других сооружениях (первичные), или как способ окончательной очистки сточных вод прошедших биологическую очистку (вторичные).

По режиму работы различают отстойники периодического действия, или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или проточные, в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости.

По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в вертикальных -- снизу вверх, а в радиальных -- от центра к периферии.

Содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ), выделяемых первичными отстойниками, зависит от начального содержания и от характеристики этих примесей (формы и размера их частиц, плотности, скорости их осаждения), а также от продолжительности отстаивания. Скорость осаждения и полнота выделения из воды тонкодисперсных частиц зависят от их способности к агломерации.

Допустимое остаточное содержание взвешенных веществ -- вынос из первичных отстойников -- устанавливается в зависимости от типа биологических окислителей для последующей очистки сточных вод. В соответствии с этим принимается продолжительность отстаивания.

Из отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очистку не должно выноситься взвешенных веществ более 150 мг/л. Продолжительность отстаивания городских сточных вод в этом случае должна быть 1,5 ч. Выбор типа, конструкции и числа отстойников должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных условий. Вертикальные отстойники применяют обычно при низком уровне грунтовых вод и пропускной способности очистных сооружений до 10 ООО мЗ/сутки. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня грунтовых вод при пропускной способности очистных сооружений свыше 15 000--20 000 мЗ/сутки. Радиальные отстойники с вращающимся распределительным устройством применяют на станциях пропускной способностью более 20 000 мЗ/сутки при исходной концентрации взвешенных веществ не более 500 мг/л.

Основными условиями эффективной работы отстойников являются: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооружение или секцию (для данных начальной и конечной концентраций сточной воды и природы взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями (секциями); своевременное удаление осадка и всплывающих веществ.

Расчет горизонтального отстойника

Рис. 4.

u 0, мм/с, необходимо определять по кривым кинетики отстаивания Э = f(t), получаемым экспериментально, с приведением полученной в лабораторных условиях величины к высоте слоя, равной глубине проточной части отстойника, по формуле

где Hset -- Hset =2м

Kset Kset =0,5

tset -- продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h 1; для городских сточных вод данную величину допускается принимать по табл. 30; tset =7200с.

n 2 -- показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по черт. 2 СНиПа 2.04.03-85, n 2=0,42, h1=500мм.

2 Определяем длину Ls , м, по формуле

где Ks -- коэффициент, принимаемый по табл. 27; Ks =0,5

Hs -- расчетная глубина, м, Hs =2

vs -- скорость движения сточных вод, м/с, принимаемая по табл. 31;

u 0 -- гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка

3 Площадь живого сечения

щ=0,062/0,008=7,75 (м2)

4 Определение размеров отстойника:

Вset= щ/Hs= 7,75/2=3.9 (м).

5 Количество осадка Qmud Cen Cex :

где qw -- расход сточных вод, м3/ч;

mud -- влажность осадка, % ; mud =95%

mud плотность осадка, г/см3. mud =1,05 г/см3

6 Принимая по внимание, что при проектировании очистных установок, как правило, применяются типовые или экспериментальные конструкции отстойных сооружений с известными геометрическими размерами, за расчетную величину следует принимать производительность одного отстойника qset, при которой обеспечивается заданный эффект очистки. После расчета qset исходя из общего расхода сточных вод определяется количество рабочих единиц отстойников N

N = .

Производительность одного отстойника qset , м3/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формуле

Где величина турбулентной составляющей в зависимостиот скорости рабочего лотка

N = 232,16/221,64=1,05

Расчет радиального отстойника

Широкое применение для очистки производственных сточных вод на больших заводах находят радиальные отстойники, обладающие высокой производительностью. На рис. представлена схема радиального отстойника. Подача шлама в шламосборник осуществляется вращающимся механическим скребком.

Рис.5. Схема радиального отстойника: 1 - входная труба; 2 - отводящая труба; 3 - шламосборник; 4 - канал вывода шлама; 5 - механический скребок

1 Расчетное значение гидравлической крупности u 0, мм/с,

Hset -- глубина проточной части в отстойнике, м; Hset =2м

Kset коэффициент использования объема проточной части отстойника; Kset =0,45

tset -- продолжительность отстаивания, с, tset =7200с.

n 2 -- показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения; для городских сточных вод следует определять по черт. 2.

n 2=0,42, h1=500 мм.

2 Расчетный объем W

W==qmax* tset =0,062*7200=446,4 м3

3 Определение диаметра отстойника радиального

Fкруг= W/ Hset =446,4/2=223,2 м2

отсюда следует, что

4 Производительность радиального отстойника

Где величина турбулентной составляющей в зависимостиот скорости рабочего лотка,

диаметр отстойника,

диаметр впускного устройства,

5 Количество отстойников N=1

6 Концентрация взвешенных веществ после после очиски при осветлении 60%:

7 Количество осадка Qmud , м3/ч, выделяемого при отстаивании определем исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающей воде Cen и концентрации взвешенных веществ в осветленной воде Cex :

где qw -- расход сточных вод, м3/ч;

mud -- влажность осадка, % ; mud =95%

mud плотность осадка, г/см3. mud =1,05 г/см3

Сравнение отстойников

Исходя из полученных расчетов экономически выгоднее использование горизонтального отстойника, если сравнивать размеры сооружений, то предпочтение так же отдается горизонтальному отстойнику.

Отстойники

Устройство. Отстаивание является более дешевым процессом, чем другие процессы разделения неоднородных систем, например фильтрование. Кроме того, разделение фильтрованием ускоряется при прочих равных условиях в случае предварительного сгущения фильтруемого материала. Поэтому отстаивание часто используют в качестве первичного процесса разделения, стремясь удалить возможно большие количества твердого вещества из сплошной фазы.

Отстаивание проводят в аппаратах, называемых отстойниками, или сгустителями. Различают аппараты периодического, непрерывного и полунепрерывного действия, причем непрерывно действующие отстойники, в свою очередь, делятся на одноярусные, двухъярусные и многоярусные.

Периодически действующие отстойники представляют собой низкие бассейны без перемешивающих устройств. Такой отстойник заполняется суспензией, которая остается в состоянии покоя в течение определенного времени, необходимого для оседания твердых частиц на дно аппарата. После этого слой осветленной жидкости декантируют, т. е. сливают через сифонную трубку или краны, расположенные выше уровня осевшего осадка. Последний, обычно представляющий собой подвижную текучую густую жидкую массу - шлам, выгружают вручную через верх аппарата или удаляют через нижний спусковой кран.

Размеры и форма аппаратов периодического действия зависят от концентрации диспергированной фазы и размеров ее частиц. Чем крупнее частицы и чем больше их плотность, тем меньший диаметр может иметь аппарат. Скорость отстаивания существенно зависит от температуры, с изменением которой изменяется вязкость жидкости, причем скорость осаждения обратно пропорциональна вязкости, а последняя уменьшается с увеличением температуры.

Для отстаивания небольших количеств жидкости применяют отстойники в виде цилиндрических вертикально установленных резервуаров с коническим днищем, имеющим крав или люк для разгрузки осадка и несколько кранов для слива жидкости, установленных на корпусе на разной высоте.

Рис. V-3. Отстойник с наклонными перегородками:

1 - штуцер для ввода исходной суспензии, 2- корпус, 3-наклонные перегородки, 4- бункера для осадка, 6 - штуцер для отвода осветленной жидкости.

Для отстаивания значительных количеств жидкости, например для очистки сточных вод, используют бетонные бассейны больших размеров или несколько последовательно соединенных резервуаров, работающих полунепрерывным способом: жидкость поступает и удаляется непрерывно, а осадок выгружается из аппарата периодически.

На рис. V-3 показан отстойник полунепрерывного действия с наклонными перегородками. Исходная суспензия подается через штуцер 1 в корпус 2 аппарата, внутри которого расположены наклонные перегородки 3, направляющие поток попеременно вверх и вниз. Наличие перегородок увеличивает время пребывания жидкости и поверхность осаждения в аппарате. Осадок собирается в конических днищах (бункерах) 4, откуда периодически удаляется, а осветленная жидкость непрерывно отводится из отстойника через штуцер 5.

В промышленности наиболее распространены отстойники непрерывного действия.

Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой (рис. V-4) представляет собой невысокий цилиндрический резервуар 1 с плоским слегка коническим днищем и внутренним кольцевым желобом 2 вдоль верхнего края аппарата. В резервуаре установлена мешалка 3 с наклонными лопастями, на которых имеются гребки 4 для непрерывного перемещения осаждающегося материала к разгрузочному отверстию 7. Одновременно гребки слегка взбалтывают осадок, способствуя этим более эффективному его обезвоживанию. Мешалка делает от 0,015 до 0,5 об/мин, т. е. вращается настолько медленно, что не нарушает процесса осаждения. Исходная жидкая смесь непрерывно подается через трубу 5 в середину резервуара. Осветленная жидкость переливается в кольцевой желоб и удаляется через штуцер 6. Осадок (шлам) - текучая сгущенная суспензия (с концентрацией твердой фазы не более 35-55%) - удаляется из резервуара при помощи диафрагмового насоса. Вал мешалки приводится во вращение от электродвигателя 5 через редуктор.

Вместе с удаляемым осадком часто теряется значительное количество жидкости, поэтому для уменьшения ее потерь и выделения жидкости из сгущенной суспензии осадок из первого отстойника направляют в другой отстойник для отмывки водой и последующего отстаивания. Осадок, полученный во втором аппарате, будет содержать такое же количество жидкости, что и осадок в первом отстойнике, но уже значительно разбавленной водой. При наличии нескольких последовательно соединенных отстойников можно удалить из осадка до 97-98% жидкости. Для уменьшения количества промывных вод отстаивание проводят по принципу противотока (рис. V-5): осадок последовательно движется из первого отстойника в последний, а вода - в направлении, обратном движению осадка:

Рис. V-4. Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой:

1 - корпус; 2- кольцевой желоб, 3- мешалка; 4 - лопасти с гребками, 5-труба для подачи исходной суспензии, в - штуцер для вывода осветленной жидкости; 7 - разгрузочное устройство для осадка (шлама); 8 - электродвигатель.

Рис. V-5. Схема непрерывной противоточной отмывки осадка от жидкости.

от последнего отстойника к первому. Промывные воды используют" затем для приготовления исходной суспензии.

Кроме непрерывности действия и большой производительности (составляющей иногда 3000 т/сутки осадка) гребковые отстойники обладают следующими достоинствами: в них достигается равномерная плотность осадка, имеется возможность регулирования ее путем изменения производительности, обеспечивается более эффективное обезвоживание осадка вследствие легкого взбалтывания его мешалкой. Работа таких отстойников может быть полностью автоматизирована. К недостаткам этих аппаратов следует отнести их громоздкость. Гребковые нормализованные отстойники имеют диаметр от 1,8 до 30м, а в некоторых производствах, например для очистки воды, отстойники достигают в диаметре 100 м.

При необходимости установки ряда отстойников значительных диаметров занимаемая ими площадь будет велика. В целях уменьшения этой площади применяют многоярусные отстойники, состоящие из нескольких аппаратов, установленных друг на друга. Различают многоярусные отстойники закрытого и сбалансированного типов.

Простейший многоярусный отстойник закрытого типа (рис. V-6, а) представляет собой несколько отстойников, поставленных друг на друга и имеющих общий вал для гребковых мешалок и соответственно - общий привод. На рис. V-6 для простоты показаны лишь два расположенных один над другим отстойника. В местах прохода

Рис. V-6. Многоярусные отстойники закрытого (а) и сбалансированного (б) типов.

1-распределитель исходной суспензии 2 - труба стакан для ввода суспензии в каждый ярус; 3 - коллектор для сбора осветленной жидкости, 4 - сборник осадка (шлама)

вала сквозь днище каждого отстойника установлены уплотняющие сальники. Таким образом, в этих отстойниках слив осветленной жидкости и выгрузка осадка осуществляются раздельно из каждого яруса.

Более совершенными являются многоярусные отстойники сбалансированного, или уравновешенного, типа (рис. V-6, б) Такие отстойники также имеют общие вал и привод, но, в отличие от отстойников закрытого типа, их ярусы последовательно соединены по шламу: стакан для удаления шлама из каждого вышерасположенного яруса опущен нижним концом в слой сгущенного шлама нижерасположенного яруса.

Отстойники работают следующим образом: исходная суспензия из распределительного устройства 1 подается через стаканы 2 в каждый ярус. Осветленная жидкость через сливные патрубки собирается в коллектор 3. Сгущенный осадок при применении отстойника закрытого типа удаляется раздельно из каждого яруса в сборники 4, а в случае отстойника сбалансированного типа - только из нижнего яруса.

Таким образом, в аппаратах закрытого типа дно каждого яруса воспринимает давление всей массы находящейся в нем суспензии, а у отстойников сбалансированного типа нагрузку на дно испытывает только нижний ярус. В отстойниках сбалансированного типа не требуется специальных уплотнений в местах прохода вала сквозь днища ярусов.

Помимо многоярусных отстойников большая поверхность осаждения достигается также в отстойниках непрерывного действия с коническими полками (рис. V-7). Разделяемая суспензия подается через штуцер 1 и распределяется по каналам между коническими полками 2 (через одну), на поверхности которых происходит осаждение твердых частиц. Осевшие частицы сползают по наклонным полкам к стенкам корпуса и затем перемещаются вниз к штуцеру 3 для удаления шлама. Осветленная жидкость отводится по каналам 4 между двумя вышележащими полками и выводится из аппарата через штуцер 5. Достоинством отстойников этого типа является отсутствие движущихся частей и простота обслуживания.

На рис. V-8 показан непрерывно действующий отстойник для разделения эмульсий. Он представляет собой горизонтальный резервуар, внутри которого против входного штуцера 1 установлена перфорированная отбойная перегородка 2. Она служит для предотвращения возмущений жидкости струей поступающей эмульсии. Поперечное сечение отстойника выбирают таким, чтобы движение жидкости в корпусе аппарата было ламинарным или близким к нему (скорость - несколько мм/сек), что способствует ускорению отстаивания. Легкая жидкая фаза удаляется из аппарата по трубопроводу 3, тяжелая - по трубопроводу 4.

Рис. V-7. Отстойник непрерывного действия с коническими полками:

1 - штуцер для подвода разделяемой суспензии; 2 - конические полки; 3 - штуцер для отвода шлама; 4 - каналы для отвода осветленной жидкости; 5 - штуцер для вывода осветленной жидкости.

На последнем имеется устройство 5 для разрыва сифона, предупреждающее полное опорожнение резервуара.

Рис. V-8. Отстойник непрерывного действия для разделения эмульсий:

1 - штуцер для подвода эмульсии; 2 - перфорированная перегородка; 3 - трубопровод для отвода легкой фазы; 4 - трубопровод для отвода тяжелой фазы; 5- устройство для разрыва сифона.

→ Очистка сточных вод

Отстойники

Отстаивание является самым простым, наименее энергоемким и дешевым методом выделения из сточных вод грубодиспергированных примесей с плотностью, отличной от плотности воды. Под действием силы тяжести частицы загрязнений оседают на дно сооружения или всплывают на его поверхность.

Относительная простота отстойных сооружений обусловливает их широкое применение на различных стадиях очистки сточной воды и обработки образующихся осадков. В зависимости от своего назначения и расположения в технологических схемах очистки сточных вод отстойные сооружения подразделяются на следующие: отстойники - первичные, вторичные и третичные (контактные резервуары); илоуплотнители; осадкоуплотнители.

Классификация отстойных сооружений по основным технологическим и конструктивным признакам приведена на рис. 10.15.

Первичные отстойники располагаются в технологической схеме очистки сточных вод непосредственно за песколовками и предназначаются для выделения взвешенных веществ из сточной воды, что при достигаемом эффекте осветления 40-60% приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40% от исходного значения (см. рис. 10.18).

Во избежание повышенного прироста избыточного активного ила в аэротенках и биопленки в биофильтрах остаточная концентрация взвешенных веществ в осветленной сточной воде после первичных отстойников не должна превышать 100-150 мг/л, что в зависимости от исходной начальной концентрации взвешенных веществ в сточной воде, составляющей 200-500 мг/л, обусловливает выбор наиболее рациональной технологии первичного осветления и требуемой продолжительности отстаивания. Технологическая роль других отстойных сооружений рассматривается ниже в соответствующих разделах курса.

Закономерности процесса первичного осветления сточных вод. Разнообразные условия формирования городских сточных вод как смеси хозяйственно-бытовых и различных видов производственных стоков обусловливают широкий диапазон изменения дисперсности содержащихся в них взвешенных веществ, их адгезионных свойств и, как следствие, способности их к осаждению.

Одиночное осаждение частиц возможно лишь в монодисперсной, агрегативно-устойчивой системе, когда частицы имеют одинаковые размеры и при осаждении не меняют своей формы и размеров. Однако взвешенные вещества, содержащиеся в городских сточных водах, имеющие преимущественно органическое происхождение, представляют собой полидисперсную агрегативно-неустойчивую систему с большим диапазоном изменения размеров частиц, обладающих хорошими адгезионными свойствами, что обусловливает их агломерацию при взаимных столкновениях в процессе осаждения (седиментации), что изменяет форму, размеры, плотность и скорость осаждения частиц полидисперсного состава.

Различают агломерацию частиц в условиях перикинетической (или диффузионной) коагуляции и ортокинетической (или гравитационной) флокуляции.

Рис. 10.15 Классификация отстойных сооружений

Перикинетическая коагуляция имеет место при снижении потенциала частиц в коллоидных системах, в которых размеры агрегирующихся частиц не превышают 0,1 мкм.

Однако в сточных водах основную массовую концентрацию взвешенных веществ составляют грубодиспергированные частицы с размером 1 – 1000 мкм, для которых определяющей является гравитационная или ор-токинетическая флокуляция, обусловленная столкновением частиц различного диаметра вследствие разности скоростей их осаждения.

Показатели степени в выражении (10.19), отражающие количественное влияние каждого из параметров на кинетику гравитационного осветления сточной воды, могут быть определены лишь экспериментально для соответствующих условий седиментации взвеси, что затрудняет использование этой формулы.

В практике проектирования и эксплуатации первичных отстойников широкое распространение получило использование зависимостей эффекта осветления сточной воды от продолжительности ее отстаивания.

Обобщение результатов исследований, выполненных за последние 20 лет кафедрой водоотведения на Люблинской станции комплексной очистки воды (Москва), показало, что отсутствует удовлетворительная корреляция между содержанием оседающих веществ и концентрацией взвешенных веществ в поступающей сточной воде (рис. 10.16). Максимальное содержание оседающих веществ (кривая la) и минимальное содержание оседающих веществ (кривая 16) в сточной воде существенно отличаются друг от друга, особенно при малых начальных концентрациях взвешенных веществ. Кривые 2 и 3 (по рекомендациям ныне действующего и предшествующего СНиПа) удовлетворительно соответствуют средним значениям. Объективно существующему широкому диапазону изменения содержания оседающих веществ соответствует широкая гамма кривых кинетики осветления сточных вод, отражающая многообразие встречающихся седиментационных свойств взвешенных веществ (рис. 10.17).

Рис. 10.16. Зависимость содержания оседающих веществ от начальной концентрации взвешенных веществ:
1а и 16 – максимальные и минимальные значения соответственно; 2 – по СНиП 2.04.03-85; 3 – по СНиП П-32-74

Рис. 10.17 Зависимость эффекта осветления сточных вод от продолжительности отстаивания (в цилиндрах hzet =1,0 м)

Для правильного проектирования отстойников целесообразно экспериментальное определение кривых кинетики осветления реальных сточных вод данной станции аэрации или их близкого аналога. Методика экспериментального определения кинетики осветления сточных вод в покое разработана В. И. Калицуном.

Кинетику эффективности осветления сточных вод определяют путем технологического моделирования отстаивания воды в покое в лабораторных цилиндрах высотой 0,5 и 1,0 м.

Для городских сточных вод п = 0,2-0,4. Показатели а в формуле (10.21) и п в формуле (10.22) определяются экспериментально по результатам технологического моделирования. При отсутствии экспериментальных данных можно воспользоваться рекомендуемыми СНиПом расчетными параметрами, приведенными в табл. 10.7.

Основным условием расчета первичных отстойников является обеспечение задержания в них агломераций взвеси, гидравлическая крупность которых не меньше расчетной условной гидравлической крупности. При расчете отстойников следует учитывать особенности гидродинамического режима движения в них воды, которые зависят от типа применяемого сооружения и определяются в основном условиями входа осветляемой воды в зону осветления, а также условиями сбора осветленной воды и выгрузки образующегося осадка.

Таким образом, в действующих первичных отстойниках условия флокуляции и осаждения взвешенных веществ в потоке движущейся сточной воды существенно отличаются от условий отстаивания в покое. Как следствие, достигаемый в производственных условиях эффект снижения концентрации взвешенных веществ не превышает 50-60%, что бывает существенно ниже содержания оседающих веществ в исходной сточной воде, достигающего 60-80°.

Рис. 10.18. Зависимость эффекта снижения концентрации взвешенных веществ (кривая 1) и БПК5 (кривая 2) от продолжительности осветления более медленно вследствие неблагоприятного

На рис. 10.18 приведены эксплуатационные данные работы первичных отстойников, которые показывают эффективность осветления сточной воды по изъятию взвешенных веществ и снижению БПК в диапазоне продолжительностей отстаивания 1,5-4 ч. Процесс первичного осветления в действующих отстойниках идет менее эффективно и совокупного воздействия фактических гидродинамических условий на ход флокуляции и седиментации взвеси.

В действующих отстойниках гидродинамическая характеристика потока осветляемой воды определяется типом и конструкцией отстойного сооружения, скоростями и направлением впуска сточной воды в зону отстаивания (рис. 10.20), нагрузкой сточных вод на поверхность отстойника и нагрузкой собираемой осветленной воды на единицу длины водослива (рис. 10.21).

Горизонтальные отстойники представляют собой прямоугольные в плане резервуары, разделенные продольными перегородками на несколько отделений, в которых поток осветляемой воды, распределяемый по ширине сооружения с помощью лотка с впускными отверстиями, движется горизонтально в направлении водослива сборного канала, расположенного с противоположного торца отстойника (рис. 10.22).

Рис. 10.19. Зависимость эффекта первичного осветления от градиента скорости при предварительном перемешивании сточной воды:
1,2 – воздушное и механическое перемешивание

Величина Kse, может определяться непосредственным методом, путем замера скоростей движения воды в отстойнике с помощью термоанемометра (прибора для определения малых скоростей движения воды), или рассчитываться на основе фактической продолжительности пребывания воды Цакт в отстойнике, определенной методом трассирования.

Рис. 10.20. Зависимость эффекта осветления воды в отстойнике от скорости входа в него потока осветляемой воды

Рис. 10.21. Зависимость эффекта осветления воды от гидравлической нагрузки на погонный метр сборного водослива

Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в расположенные на входе в сооружение иловые приямки, откуда под гидростатическим напором выгружается в самотечный трубопровод с последующим его отводом на перекачивающую насосную станцию. Всплывающие нефтемасляные и жировые вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток, из которого также самотеком отводятся на перекачку.

Достоинствами горизонтальных отстойников являются их относительно высокий коэффициент использования объема и достигаемый эффект осветления воды по взвешенным веществам - 50-60%; возможность их компактного расположения и блокирования с аэротенками.

Использование в типовых проектах сооружений унифицированной ширины 6 и 9 м стеновых панелей позволяет проектировать горизонтальные отстойники с шириной, равной ширине аэротенков, и объединять эти сооружения в секции.

Рис. 10.22. Горизонтальный отстойник:
1 – подводящий лоток; 2 – впускные отверстия; 3 – скребковая тележка; 4 – жиросборный лоток; 5 – водосборный водослив; 6 – трубопровод выпуска осадка и опорожнения; 7 – отстойная зона; 8 – осадочный бункер

Недостатком горизонтальных отстойников является неудовлетворительная надежность работы используемых в них механизмов для сгребания осадка тележечного или цепного типа, особенно в зимний период. Кроме того, горизонтальные отстойники как прямоугольные сооружения при прочих равных условиях имеют более высокий (на 30-40%) расход железобетона на единицу строительного объема, чем радиальные отстойники. Цилиндрическая форма последних позволяет использовать предварительно напряженную высокопрочную арматуру, в результате чего уменьшаются требуемая толщина стеновых панелей и удельный расход железобетона.

В практике проектирования горизонтальные первичные отстойники широко используются в очистных сооружениях пропускной способностью 15-100 тыс. м3/сут.
Вертикальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары с коническим днищем, в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении. В зависимости от типа впускного устройства вертикальные отстойники подразделяются на следующие: с центральным впуском воды; с нисходяще-восходящим движением воды; с периферийным впуском воды.

В вертикальных отстойниках с центральным впуском сточная вода подводится лотком к центральной раструбной трубе, опускаясь по которой вниз, осветляемая вода отражается от конусного отражательного щита и поступает в зону осветления (рис. 10.23). В восходящем потоке осветляемой воды происходит флокуляция частиц взвеси, и образующиеся агломерации взвеси, гидравлическая крупность которых ц0 превосходит скорость восходящего вертикального потока vBepT, выпадают в осадок. Более мелкая взвесь, для которой и0

Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком, высота гребня водослива которого определяет уровень воды в отстойнике. Всплывающие вещества жирового состава собираются в центре отстойника кольцевым лотком, из которого отводятся трубопроводом в самотечную иловую сеть.
Выпадающий осадок накапливается в иловой конусной части отстойника, из которой удаляется под гидростатическим напором 1,5-2,0 м через иловую трубу в самотечную иловую сеть. Объем иловой части рассчитывается на двухсуточный объем образующегося осадка. Влажность выгружаемого осадка составляет 95%.

Достоинствами вертикальных первичных отстойников являются простота их конструкции и удобство в эксплуатации; недостатками - большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр -9 м, а также невысокая эффективность осветления воды (обычно не превышающая 40%> по снятию взвешенных веществ).

Исследования СМ. Шифрина показали, что в вертикальных первичных отстойниках с центральным впуском образуются обширные вихревые зоны в центральной части сооружения и в районе водосборных лотков, что существенно снижает их коэффициент объемного использования и достигаемый эффект осветления.

Рис. 10.23. Первичный вертикальный отстойник из сборного железобетона:
1 – иловая труба для выпуска осадка; 2 – жиропровод для выпуска всплывающих веществ; 3 – центральная впускная труба с отражателем; 4 – сборный лоток осветленной воды; 5 – отводящий лоток; 6 – подводящий лоток

Более совершенными с технологической точки зрения являются вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком осветляемой воды (рис. 10.24). В отстойнике этого типа зона осветления разделена полупогружной перегородкой на две равные по площади зеркала воды части.

Сточная вода поступает в центральную часть по лотку или трубопроводу и через зубчатый водослив отражательным козырьком распределяется по площади зоны осветления, где происходит нисходящее движение потока осветляемой воды, обеспечивающее лучшее совпадение направлений векторов движения потока воды и выпадения агломерирующейся взвеси, чем в типовых вертикальных отстойниках с центральной распределительной трубой.

Рис. 10.24. Первичный вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком:
1 – приемная камера; 2 – подающий трубопровод; 3, 4 – трубопровод и воронка соответственно для удаления плавающих веществ; 5 – зубчатый распределительный водослив; 6 – отражательный козырек; 7 – распределительный лоток; 8 ~ периферийный сборный лоток осветленной воды; 9 – отводящий трубопровод; № – кольцевая зона восходящего движения; 11 – кольцевая перегородка; 12 – трубопровод для выпуска осадка

Основная масса взвешенных веществ успевает выпасть в осадок до поступления потока осветляемой воды в кольцевую зону восходящего движения, где происходит доосветление воды, которая собирается периферийным сборным лотком. Коэффициент использования объема в этих отстойниках^ повышается до 0,65, и эффективность осветления воды по снижению концентрации взвешенных веществ достигает 60-65%.

Осадок под действием гидростатического давления выгружается через центральный илопровод. Всплывающие вещества удаляются из центральной части через приемную воронку и самотечный трубопровод.

НИИВодгео разработал вертикальные отстойники с периферийным впуском воды и сбором осветленной воды в центральной зоне, технологические показатели которых (коэффициент объемного использования и эффективность осветления) аналогичны таким показателям отстойников с нисходяще-восходящим движением воды.

Разновидностью вертикальных отстойников являются квадратные в плане (12×12 и 14×14 м) четырех бункерные отстойники с центральным впуском воды и сбором осветленной воды периферийным лотком.

Простота конструкции вертикальных отстойников обусловила их широкое применение на очистных сооружениях средней пропускной способностью 2,0-15,0 тыс. м3/сут.

Радиальные отстойники представляют собой круглые в плане резервуары, в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии (рис. 10.25). Скорость движения осветляемой воды изменяется от максимальных значений в центре до минимальных на периферии радиального отстойника.

Рис. 10.25. Первичные радиальные отстойники:
1 – илоскреб; 2 – распределительная камера; 3 – подводящий трубопровод; 4 – трубопровод выгрузки осадка; 5 – жиросборник; б – насосная станция перекачки осадка; 7- трубопровод отвода осветленной воды; 8 – жиропровод

Взвешенные вещества, выпадающие в осадок из движущегося потока осветляемой воды, перемещаются в иловый приямок скребками, размещенными на вращающейся ферме. На этой же ферме расположено подвесное устройство, сгребающее всплывающие на поверхность вещества к жиросборнику, из которого они отводятся на перекачку. Частота вращения фермы с илоскребами составляет 2-3 ч-1 , привод фермы периферийный с тележкой на пневмоходу. Осадок удаляется с помощью плунжерных и центробежных насосов, что обеспечивает снижение его влажности до 93,0 -93,5%. Радиальные первичные отстойники обеспечивают задержание 50-55% взвешенных веществ.

Разработанные типовые проекты радиальных отстойников диаметром 18-50 м позволяют использовать их на очистных сооружениях практически любой пропускной способности, начиная с 20 тыс.м3 в сут.

Круглая в плане форма радиальных отстойников позволяет уменьшать необходимую толщину стеновых панелей за счет применения высокопрочной предварительно напряженной арматуры, что сокращает их удельную материалоемкость. Вращающаяся ферма обеспечивает простоту эксплуатации радиальных отстойников.

Указанные достоинства радиальных отстойников обусловили их широкое распространение на очистных сооружениях. Вместе с тем для радиальных отстойников с центральным впуском характерны повышенные градиенты скорости в центральной части, приводящие к уменьшению их коэффициента объемного использования и эффективности осветления.

Обобщенный метод технологического расчета первичных отстойников заключается в выборе типа и необходимого числа типовых сооружений, обеспечивающих требуемый эффект осветления.

Рис. 10.26 Зависимость п от начальной концентрации взвешенных веществ (при Э=50%)

Интенсификация первичного осветления сточных вод. В получивших распространение первичных отстойниках задерживается обычно 40-50% взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах. Вместе с тем при начальной концентрации взвешенных веществ не менее 300-400 мг/л, характерной для режимов экономного водопотребления, необходимый эффект первичного осветления может достигать 70-75%. В противном случае неизбежен повышенный прирост избыточного активного ила, имеющего больший фактический объем и меньшую влагоотдачу при последующем обезвоживании. В условиях формирования многокомпонентных городских сточных вод очень часто также образуется тонкодисперсная взвесь, в которой содержание оседающих веществ не превышает 30-50% (см. рис. 10.17). В указанных выше случаях для обеспечения требуемой эффективности первичного осветления необходимо интенсифицировать процесс осаждения взвешенных веществ.

Обширные исследования, проведенные за последние годы в нашей стране и за рубежом, позволили разработать и испытать различные методы интенсификации процессов отстаивания сточных вод и уплотнения образующихся осадков (рис. 10.27). Однако из известных методов интенсификации первичного отстаивания наибольшее распространение для очистки городских сточных вод получили методы, связанные с использованием биофлокулирующих свойств избыточного активного ила и биопленки, имеющих в своем составе внеклеточные биополимеры, обусловливающие пространственное структурирование и биофлокуляцию клеточных образований.

Концентрация основных категорий биополимеров - полисахаридов, протеинов, РНК и ДНК достигает максимума в фазе эндогенной респирации микроорганизмов. Образующиеся экзогенные биополимеры обеспечивают формирование и прикрепление биопленки, объединение свободноплавающих микроорганизмов в клоны и хлопки, которые при уменьшении градиента скорости способны агрегироваться в крупные быс-трооседающие хлопья активного ила размером в несколько миллиметров.

Функциональные группы, содержащиеся в биополимерах, могут в среде, близкой к нейтральной, проявлять свойства ионов или быть неионо-генными, обеспечивая образование мостиковых связей как между собой, так и с другими частицами минерального или органического происхождения, т.е. выполняют роль флокулянтов.

Таким образом, избыточный активный ил и биопленка представляют собой естественные биофлокулирующие добавки, образующиеся в процессе биологической очистки сточных вод. Использование их биофлокулирующих свойств целесообразно в качестве одного из самых экономичных методов физико-химического воздействия на формирование агломераций мелкодисперсной взвеси в процессе ее седиментации (осаждения).

Рис. 10.27. Методы интенсификации работы отстойников и илоуплотнителей

Биофлокуляция была успешно реализована во встроенных в вертикальные отстойники камерах флокуляции, использующих как избыточный активный ил, так и биопленку. Эффективность первичного осветления воды после ее 20-минутной обработки в камере биофлокуляции повышалась до 65-75% по взвешенным веществам и 4045% по снижению БПК. Однако механический перенос полученных в вертикальных отстойниках результатов на запроектированные и построенные отдельно стоящие преаэраторы сточных вод с активным илом, а также встроенные конструкции в радиальные и горизонтальные отстойники не позволил получить в них аналогичные результаты.

Обширные исследования, проведенные кафедрой водоотведения МГСУ в области изучения закономерностей процессов седиментации и гидродинамических условий ее реализации, позволили разработать и оптимизировать технологию первичного осветления сточных вод с использованием избыточного ила как биофлокулянта, которая обеспечивает повышение содержания оседающих веществ в любой сточной воде до 85-90%» и снижение БПК в осветленной воде на 40-50%). Возможная конструктивная схема реализации этой технологии в радиальном первичном отстойнике приведена на рис. 10.28.

Размещенная в центральной части радиального отстойника зона биофлокуляции позволяет обеспечить при 20-минутном пребывании сточной воды эффективный контакт между частицами мелкодисперсной взвеси и активного ила.

Рис. 10.28. Схема радиального отстойника с камерой биофлокуляции (а) и распределения градиентов скорости до (кривая 1) и после реконструкции
(кривая 2) (6):
1 – подвод сточной воды и активного ила; 2 – распределительная камера; 3 – зона биофлокуляции; 4 – дырчатые аэраторы; 5 – полупогружная перегородка; б – затопленные перегородки; 7 – низкоградиентная мешалка; 8 – защитный зонт; 9 – сборный водослив; 10 – тонкослойные блоки перекрестной схемы

Имеющийся гидродинамический потенциал входящего потока (кривая а на рис. 10.28) дополняется устройством аэратора в виде дырчатых труб, что в совокупности обеспечивает в зоне биофлокуляции необходимый градиент скорости перемешивания 50-60 с1 (кривая 1).

Из зоны биофлокуляции сточная вода проходит под перегородкой зоны воздухоотделения, где отделяются прилипшие пузырьки воздуха, способные в дальнейшем ухудшить условия седиментации.

В зоне осветления отстойника процесс седиментации стимулируется низкоградиентным перемешиванием, которое при G = 1-2 с“1 обеспечивает оптимальные условия для осаждения взвешенных веществ и уплотнения образующегося осадка. Расположенные на периферии отстойника тонкослойные блоки перекрестной схемы осаждения осветляют воду на завершающей стадии, перед ее поступлением в сборный лоток.

Многолетняя эксплуатация первичного отстойника, модифицированного по данной технологической схеме, показала его высокую эффективность как по задержанию взвешенных веществ - 60-80% (рис. 10.29), так и по снижению БПК в осветленной воде на 40-70% по сравнению с исходной. Однако тонкослойные блоки весьма материалоёмки.

Рис. 10.29. Зависимость эффекта осветления от начальной концентрации взвешенных веществ

При оптимальных добавках активного ила 160-200 мг/ л, соответствующих приросту избыточного активного ила, эффективность осветления по взвешенным веществам составляла 75-80%, при этом влажность смеси осадка и избыточного ила, выгружаемого из отстойника, составляла 96,0-96,5% (рис. 10.30). Снижение БПК в осветляемой воде практически не опускалось ниже 40% за весь период наблюдения, оставаясь в основном в пределах 50-70% (рис. 10.31). Существенный разброс опытных данных объясняется производственными условиями эксплуатации сооружений, колебаниями состава и концентрации поступающих загрязнений.

Рис. 10.30. Влияние дозы добавки активного ила на эффект осветления (Э) и влажность выгружаемого осадка (W)

Рис. 10.31. Корреляция между эффективностью осветления по взвешенным веществам и снижением БПК5

Наряду с использованием биофлокулирующих свойств избыточного активного ила интенсификация работы первичных отстойников возможна также за счет применения непрерывной откачки выпадающего осадка с его последующим уплотнением в отдельном осадкоуплотнителе. Преимущества данной технологии заключаются в поддержании практически нулевого (не более высоты скребков) слоя осадка на днище отстойника и повышения тем самым эффекта осветления воды. Кроме того, быстрое удаление выпадающего осадка, особенно при условии тщательной «зачистки» всего днища скребками, позволяет избегать так называемого залеживания осадка с его последующим анаэробным распадом и попаданием в осветляемую воду труд-ноосадимых продуктов разложения.
Аналогичное отрицательное воздействие на процесс первичного осветления оказывает широко применяемая в технологических схемах станций аэрации рециркуляция в первичные отстойники сливной воды после уплотнителей сброженного осадка из метантенков. Продукты анаэробного распада, отмытые из сброженного осадка для улучшения его влагоотдачи, обладают крайне низкой способностью как к осаждению, так и к всплы-ванию, что приводит к образованию неоседающих затопленных линз тонкодисперсной взвеси и ее повышенному выносу из первичных отстойников.

Рис. 10.32. Схема приемного бункера:
1 – бункер; 2 – пандус; 3 – борт; 4 – скребок; 5 – удаляемый шлам; 6 – труба для выпуска шлама из бункера

Кроме выделения оседающих веществ, в первичных отстойниках задерживаются также всплывающие вещества, представляющие собой в основном различные виды нефтепродуктов. Так по результатам производственных испытаний, проведенных на КСА, эффективность снижения концентрации нефтепродуктов в сточной воде после первичного отстаивания составляет около 50%. Однако всплывающие вещества вместе с осадком направляются на сбраживание в метантен-ки, где нефтепродукты практически не распадаются, а лишь эмульгируются, создавая дополнительные трудности при последующей обработке осадка и рецикле сливной воды. Поэтому с технологической точки зрения заслуживает внимания опыт рециркуляции задержанных в первичных отстойниках плавающих веществ в поток сточных вод перед мелкопрозорчатыми решетками, которые имеют практически постоянно подслой отбросов на своих стержнях, который эффективно задерживает плавающие вещества. В последующем, вместе с отбросами, задержанные на них плавающие вещества отправляются на захоронение и выводятся тем самым из технологического цикла.

В последние годы достигнут также прогресс в совершенствовании конструкций устройств для удаления плавающих веществ с поверхности радиальных отстойников, наиболее распространенных на станциях аэрации. Качающиеся приемные бункеры, затапливаемые при прохождении над ними фермы скребка и собирающие таким образом плавающие вещества, вместе со значительным количеством воды обеспечивали влажность удаляемой смеси порядка 97%. На КСА была разработана и успешно испытана в производственных условиях конструкция приемного бункера, борта которого постоянно находятся выше уровня воды в первичном отстойнике (рис 10.32). Плавающие вещества, подгребаемые к бункеру скребком, попадают в него через наклонный пандус, на котором происходит обезвоживание удаляемой массы. Для обеспечения самотечной выгрузки задержанных загрязнений они могут дозировано разбавляться водой. Конечная влажность выгружаемой с поверхности массы загрязнения не превышает 92%.

Отстойниками называются искусственные резервуары или природные водоёмы, в которых из производственных и бытовых стоков под действием силы тяжести или с применением реагентов отделяются, всплывают или осаждаются содержащиеся в них взвешенные примеси. Отстойник для канализации может использоваться в виде фильтра для предварительной и окончательной очистки сточных вод в системе водоотведения.

Первичная стадия заключается в отделении механических загрязнений или взвешенных частиц и начале биологической очистки стоков. В отстойниках-биокоагуляторах происходит смешение активного ила с исходной водой, отделяются коллоидные и мелкодисперсные примеси. Вторичные отстойники очистных сооружений, устройства окончательной очистки, называют природоохранными, так как после них осветлённые воды сбрасываются в природные водоёмы.

Сфера использования

Радиальный отстойник водоканала

Применяются в системах водоснабжения и водоотведения в промышленности и личных хозяйствах, для очистки канализационных стоков, сбросовых отработавших вод в процессе гидромеханизации на карьерах и шахтах, на горно-обогатительных фабриках, для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Предназначение:

охрана поверхностных водоёмов и земель от загрязнений;
уменьшение износа оборудования;
улавливание компонентов;
гидромеханизация земляных и горных работ.

При строительстве сооружений и автодорог создают пруды-отстойники для накапливания и осветления поверхностных стоков. Производственные стоки содержат жировые вещества, которые негативно сказываются на работе очистных систем:

вызывают засоры;
способствуют коррозии металла, приводящей к разрушению трубопровода.

Для предотвращения последствий в канализационные каналы встраивают отстойники-жироуловители, которые выполняются в виде короба с покрышкой. Его функциональное предназначение задерживать и удалять масло и жир.

В весеннюю распутицу и дождливый период в канализационные стоки смываются загрязнения самого разного характера. Уменьшить загрязнённость позволяют ливневые колодцы и камеры, которые изготавливаются из бетона. Они собирают ливневые потоки с определённой территории, поэтому в расчёте обязательно присутствует объём, способный вместить сброс воды с данного участка. Для улавливания загрязнений в стоках с автодорог используют габионы.

Для удаления некоторых взвешенных соединений монтируют флокуляторы со встроенной камерой. В устройствах, с помощью ламинарных течений или турбулентных потоков, частицы сталкиваются между собой и взаимодействуют с реагентами, что способствует быстрому хлопьеобразованию и удалению образовавшегося осадка.

Предназначение шарового отстойника в удалении воды и солей из нефти перед использованием природного ископаемого в производстве бензина. Гидрофобные отстойники применяются при добыче нефти, чтобы отделить пластовые воды для их дальнейшего использования, каскадные – для отделения моющих растворов от нефти при отмывке судов.

На прокатных станах применяются отстойники для улавливания окалины. В керамических мастерских в стоках содержится большое количество глины, которая приводит к засорам канализации, если её вовремя не удалить с помощью отстойников.

После аэрации при биохимической очистке стоков вода поступает в отстойник илоотделитель, откуда активный ил возвращается в аэротенки для дальнейшей непрерывной очистки воды.

Сточные воды необходимо отделять от жидких бытовых отходов – ЖБО или фекалий, выкачиваемых из выгребных ям. Для этого применяются отстойники ЖБО. Для их размещения используются полигоны или поля фильтрации.

Домовладельцы делают отстойники для своих приусадебных участков своими руками.

Принцип работы

Классический вид осаждающего устройства – вертикальный отстойник, имеющий цилиндрическую форму. По центральной трубе загрязнённая вода поступает вниз, попадая на отражающий щит. После этого поток меняет направление, а диспергированная взвесь выпадает в осадок. Осветлённая вода поднимается вверх до кромки перелива, после которой переливается в периферийный лоток для сбора чистой воды. Шлам удаляется посредством илопровода из отстойной части.

Перегородка, создающая кромку перелива, препятствует попаданию загрязнений, отброшенных от отражающего щита.

Классификация и устройство отстойников воды

Преимущество отстаивания перед другими способами разделения суспензий в дешевизне процесса. Последующее за ним фильтрование ускоряется, если фильтруемый материал предварительно сгущается. По этой причине отстаивание применяется при первичной фазе очистки для удаления взвешенных твёрдых частиц.

Виды отстойников в зависимости от режима работы:

контактные (периодического действия);
с непрерывной подачей исходной взвеси с небольшой скоростью;
полунепрерывного режима.

Сгустители периодического действия с виду представляют бассейны небольшой глубины. После заполнения резервуара отводится время на оседание взвешенных твёрдых и коллоидных частиц на дно сооружения. Осветлённую воду сливают через краны, располагающиеся выше осадочного уровня. Шлам в виде тягучей жидкой массы вычерпывают вручную или сливают в отверстие трубы в нижней части устройства.

Отстойники для очистки сточных вод по направлению движения исходной смеси подразделяются на два вида:

горизонтальные;
вертикальные.

Горизонтальный отстойник

Конструкция горизонтального отстойника представляет собой резервуар с несколькими коридорами. Условное деление по высоте выделяет рабочую зону и иловую часть. В первой идёт процесс осаждения, во второй собирается осевший шлам. По нормам между зонами предусматривается расстояние 25 см. Осадок собирается в приямке в месте поступления стоков, откуда он выкачивается насосами или сгребается.

Вертикальный отстойник

Применяется при небольших объёмах исходной жидкости. Вертикальный отстойник выполняется в виде цилиндра с коническим основанием. Оснащается несколькими сливными кранами, размещёнными на разных уровнях высоты. Через специальный люк снизу удаляется осадок.

Форма и размер отстойников выбираются в зависимости от концентрации суспензии и размеров. С увеличением концентрации и величины частиц уменьшается диаметр сгустителя. Увеличение температуры снижает вязкость жидкости, что увеличивает скорость очищения.

Полунепрерывного действия

Находят применение в системе очистке значительных объёмов сточных вод. Исполнение в виде бетонных резервуаров большого размера или системы последовательно соединённых отстойников.

Принцип действия заключается в непрерывной подаче исходной жидкости и сливе осветлённой воды. Выпавший шлам удаляется периодически. Для увеличения площади осаждения применяют конструкции с наклонными перегородками. Они многократно меняют направление потока снизу вверх и обратно. При этом время пребывания исходной жидкости в резервуаре увеличивается, и достигается более качественная очистка воды.

Непрерывного действия

Применяются в промышленном производстве. Отстойники непрерывного действия по конструктивному исполнению подразделяются на одно-, двух- и многоярусные. Применение двухъярусных и многоярусных устройств вызывается степенью загрязнения стоков.

С гребковыми мешалками

Радиальный отстойник – один их частных случаев вертикальных аппаратов. Движение исходной воды происходит под действием центробежной силы от центра к периферии. Устройства с гребковыми мешалками имеют форму цилиндра. Исходная взвесь подаётся в резервуар непрерывно. Мешалки имеют наклонные лопасти. При их вращении с одной стороны осадок частично взбалтывается, а с другой – обезвоживается.

Применяется принцип противотока, при котором движение осадка идёт в направлении последовательно соединённых резервуаров, а поток осветлённой жидкости в обратном направлении, для восполнения потерь в предыдущих устройствах.

Преимущества гребковых аппаратов:

непрерывность работы;
высокая производительность с удалением осадка до 3000 тн за день работы;
изменение плотности шлама посредством регулирования производительности;
эффективное обезвоживание удаляемого осадка;
полностью автоматизированный процесс.

Основной недостаток в громоздкости устройства. Диаметр варьируется в пределах 1,8-30 м. В промышленных установках диаметр осадочного резервуара может составлять 100 м. Для компактности, в целях экономии места производственных помещений, используют многоярусные отстойники. Они представляют собой сооружение, состоящее из нескольких поставленных друг на друга модулей.

В свою очередь, многоярусные устройства подразделяются на два вида: закрытые и сбалансированные.

В осаждающих устройствах первого типа мешалки устанавливаются на одном валу с одним приводом. Для устранения протечек используются уплотняющие сальники. Процесс выгрузки осадка, как и слива осветлённой жидкости, осуществляется отдельно для каждого отстойника.

Последовательное удаление шлама применяется в отстойниках сбалансированного типа. В стакан каждого последующего яруса сливается осадок из предыдущего. По мере продвижения вниз шлам сгущается и удаляется из нижнего яруса. В этом случае не требуются уплотнительные сальники в предшествующих ярусах, так как в них давление осадка на дно значительно ниже, чем в нижнем отстойнике.

С коническими полками

Распределение суспензии происходит с помощью конических полок, направленных вниз. Исходная вода попадает на их поверхность через отверстия, расположенные через одну полку. Осветлённая вода восходящим потоком устремляется на выход в верхнюю часть конструкции. Гравитационная сила увлекает частицы на дно, они не успевают в силу инерции изменить своё направление. Преимущество:

нет движущихся частей;
простая эксплуатация.

Для разделения эмульсий

Горизонтальные устройства, предназначенные для разделения эмульсий, оборудованы отбойными перегородками с отверстиями, предотвращающими возмущение от поступающей эмульсии. Поперечное сечение обеспечивает спокойное ламинарное (перемещение водной массы слоями) течение жидкости. Скорость потока составляет несколько мм/сек. Эмульсия разделяется на составляющие части: лёгкую и тяжелую. Более лёгкая жидкость сливается через отверстие в верхней части, тяжёлая – через слив в нижней части устройства.