Сооружения механической очистки сточных вод

Решетки предназначены для улавливания крупных загрязнений. Заводами выпускается большое количество разнообразных конструкций решеток (рис. 6.1).

Эксплуатация решеток осуществляется по инструкциям заво-дов-изготовителей. Перед комплексным испытанием оборудования должны быть проверены правильность сборки узлов механизированных решеток, отсутствие искривлений прутьев решетки и соответствие проектной ширине прозоров между прутьями [36]. Зубья грабель должны без усилий входить в прозоры между прутьями решетки; грабли правильно, без перекосов закрепляются на тяговых цепях, а сбрасыватель отбросов должен соприкасаться с плоскостью грабель и свободно возвращаться в исходное положение.

При эксплуатации плоских решеток наиболее часты следующие неполадки: перекос грабель в результате неравномерного

Рис. 6.1. Решетки:

а — плоские; б — цилиндрические; в — решетки-дробилки

износа или вытяжки цепи, заклинивание или поломка зубьев грабель, обрыв тяговой цепи, деформация или поломка сбрасывателя из-за заклинивания его твердыми длинномерными отбросами, поломка или искривление прутьев решетки. Все неисправности устраняют только при выключенных механизмах решетки.

Песколовки должны обеспечить выделение из сточных вод 85—90% песка и других минеральных примесей с заданной гидравлической крупностью фракций.

При эксплуатации песколовок персонал обязан:

• а) вести контроль за расходом поступающих на песколовки сточных вод и регулировать нагрузку на отдельные песколовки;
• б) измерять слой задержанного песка;
• в) удалять из песколовок песок (по мере его накопления, но не реже чем через 1—2 суток) и контролировать его транспортировку с территории очистных сооружений;
• г) следить за подачей воздуха в сооружение и интенсивностью аэрации (при аэрируемых песколовках);
• д) контролировать величину напускаемого на песковые площадки слоя песка и обеспечивать своевременную вывозку подсушенного песка;
• е) следить за полнотой отмывки органических загрязнений (при наличии устройства для промывки песка);
• ж) содержать в исправном состоянии оборудование песколовок, поддерживать чистоту и порядок на прилегающей территории.

Для осмотра, очистки и ремонта оборудования песколовки опорожняют не реже 1 раза в 1 — 1,5 года.

Во время комплексного испытания сооружений механической очистки при пропуске через песколовки сточной воды в количествах, равных проектному расходу, в песколовке должна установиться расчетная скорость протока, при этом весь песок фракцией более 0,25 мм должен быть задержан. Наладка работы песколовок состоит в том, чтобы обеспечить в них течение воды с расчетными параметрами по всей длине песколовки. При повышенных скоростях движения воды при входе в песколовку струя воды продолжает двигаться с повышенной скоростью до тех пор, пока поток не займет всего поперечного сечения. При этом на участках песколовки, не занятых струей потока, возникают водовороты, способствующие осаждению органических веществ.

Наличие поворотов на подводящих каналах перед песколовками также приводит к тому, что струя отжимается к одной из сто-

Рис. 6.2. Песколовка горизонтального типа: а — успокоительная подвесная стержневая решетка; б — скребковый механизм

удаления осадка в приемный бункер

рон сооружения, а взвесь, находящаяся в воде, — к противоположной стороне. Это способствует тому, что часть песка не успевает осесть на дно и выносится из песколовок.

Устранить вынос песка из песколовок можно, установив в месте входа воды в песколовку подвесную плоскую решетку, перераспределяющую воду по всему сечению сооружения (рис. 6.2).

Решетку изготовляют из параллельных вертикальных досок или труб, свободные концы которых погружены в воду на расчетную глубину, чтобы обволакивающие их взвешенные вещества могли сползать на дно песколовки.

Зольность задержанного в песколовке осадка должна быть не менее 70%. Если она меньше, т.е. в осадке содержится недопустимо большое количество органических веществ, нужно увеличить скорость потока в песколовке. Это возможно сделать, уменьшив глубину или ширину потока в ней.

Критерием эффективности работы песколовок является качество осадка первичных отстойников. Песка в этом осадке должно быть не более 5—6% зольной части сухого вещества осадка, а фракции песка должны быть размером менее 0,25 мм.

Как в вертикальных, так и в горизонтальных песколовках перед включением гидроэлеватора для откачки слежавшийся осадок разрыхляют. Для этого в зону приямка под напором подают воду по специальным трубам. Процесс разрыхления длится 5—10 мин. Затем включают гидроэлеватор и разжиженную массу песка перекачивают на песковые площадки или в сооружения отмывки песка от органических загрязнений. В горизонтальных песколовках со скребковым механизмом последний включают на 30—40 мин за 15—20 мин до начала работы гидроэлеватора.

Правильная работа гидроэлеватора, используемого для откачки песка из песколовки, может быть достигнута лишь в том случае, если соблюдена соосность сопла трубопровода рабочей воды и диффузора гидроэлеватора.

При наличии на станции нескольких песколовок осадок из них откачивают последовательно без перерыва работы пескопровода во избежание его засорения. По окончании откачки песка из песколовок пескопровод интенсивно промывают осветленной сточной водой. Продолжительность промывки зависит от местных условий. Засоры пескопровода чаще всего образуются на поворотах, особенно если это повороты с малым радиусом закругления. В таких случаях рекомендуется либо изменить трассу трубопровода, либо перед поворотами пескопровода устроить ревизии, через которые можно его прочистить.

Отмывку песка от органических загрязнений производят обработкой в гидроциклонах, шнековых промывателях и его рециркуляцией, а также их комбинацией. Если в первых двух случаях требуется специальное оборудование, то метод рециркуляции осадка песколовок достаточно просто реализуется на любых очистных сооружениях. Метод основан на том, что поток сточных вод поступает в песколовку и движется по ней слоем, иногда достигающим 2—2,5 м. Следовательно, каждая частица с одинаковой гидравлической крупностью в потоке находится в разных условиях. Частицы, находящиеся ближе ко дну, быстро осаждаются, а частицы, находящиеся у поверхности воды, проходят по расчетной траектории, где, собственно, и происходит классификация частиц по удельной массе. Таким образом, если осевший и уловленный в песколовке осадок откачать и снова направить строго на поверхность воды в начале песколовки, то каждая частица пройдет расчетную траекторию, что обеспечит удаление органических частиц из осадка песколовок.

Процесс седиментации в отстойниках для некоторых суспензий протекает длительное время, поэтому практически оседающими взвешенными веществами считают то количество грубодисперсных примесей, которое осаждается в течение 2 ч.

Для определения количества осаждаемых веществ используют сосуды Лисенко, которые представляют собой стеклянные колбы различного объема, нижняя часть которых выполнена в виде узкого удлиненного градуированного наконечника. При отстаивании сточных вод в течение 2 ч через одинаковые периоды времени замеряют объем осадка, образовавшегося в градуированном наконечнике. По результатам замеров строят график, по которому и определяют эффективность процесса седиментации (или аналитическим путем определяют содержание взвешенных веществ в осветленной сточной воде после определенного времени отстаивания). Освободиться от неосаждаемой части взвешенных веществ можно, применяя только коагулирование или биологическую очистку. Обычно для городских сточных вод коагулирование не применяют, а оставшуюся в них часть взвешенных веществ удаляют в сооружениях биологической очистки. Однако из-за повышенного содержания взвешенных веществ в воде, поступающей на сооружения биологической очистки, требуются большие объемы этих сооружений и увеличивается прирост избыточного активного ила. Соответственно, возрастают и размеры сооружений для обработки осадков сточных вод. Поэтому необходимо добиваться максимального эффекта очистки сточной воды еще на стадии механической очистки, а концентрация взвешенных веществ в воде после первичных отстойников не должна превышать 100—150 мг/л.

При эксплуатации первичных отстойников персонал обязан:

• а) обеспечивать равномерное распределение поступающей сточной воды между отстойниками;
• б) очищать лотки и каналы, подводящие воду к отстойникам, от отложения тяжелого осадка и отбросов;
• в) удалять с кромок водосливов сборных лотков задержавшиеся на них загрязнения;
• г) своевременно удалять с поверхности отстойников плавающие вещества;
• д) контролировать эффект осветления жидкости и предупреждать вынос осадка;
• е) содержать в исправном состоянии и чистоте задвижки, ило-скребы, шиберы и прочее оборудование и прилегающую территорию;
• ж) обеспечивать удаление осадка не реже 2 раз в сутки — из вертикальных и горизонтальных отстойников, не оборудованных скребковыми механизмами; не реже 1 раза в смену — из радиальных и горизонтальных отстойников, оборудованных скребковыми механизмами;
• з) вести визуальный контроль за влажностью выгружаемого осадка, не допуская чрезмерного его разжижения.

Осадки, образующиеся в первичных отстойниках, называют сырыми (непереработанными) осадками. Они содержат большое количество мелких растительных и животных остатков (бумагу, мелкие кости, древесину, шерсть, волос и т.д.), а также неорганические вещества (резину, песок и т.д.). По составу эти осадки отличаются большой неоднородностью. Величина отдельных частиц колеблется от 10 мм до частиц коллоидной и молекулярной дисперсности. Основная масса осадка имеет размеры частиц меньше 1 мм.

Выпуск осадка из отстойников производят без прекращения подачи сточной воды.

При выпуске осадка из вертикальных отстойников задвижку на илопроводе открывают постепенно во избежание прорыва воды. В случае прорыва воды следует немедленно закрыть задвижку и прекратить выпуск осадка. При выпуске осадка из радиальных и горизонтальных отстойников скребковый механизм включают за 1 ч до начала выпуска осадка и выключают через 0,5 ч после закрытия задвижки на иловой трубе.

Опорожнение отстойников для осмотра, чистки и ремонта должно производиться не реже 1 раза в 2 года для оборудованных механическими скребками и не реже 1 раза в 3 года для не оборудованных механическими скребками отстойников. Ввод сооружений после профилактического или капитального ремонта производится строго по акту.

Чрезмерное накопление осадка приводит к закупорке отводящих труб отстойника малоподвижным осадком. Наоборот, если осадка откачено больше, чем требуется, значительно увеличивается его влажность, что приводит к росту объема осадка. При самотечном выпуске осадка под гидростатическим давлением воды задвижки на иловой трубе следует открывать не полностью и постепенно, чтобы не допустить прорыва воды и повышения влажности осадка. Влажность выгружаемого осадка при этом должна составлять 94—96%, а при выгрузке насосами — 92—94%.

Очень важное значение для правильной работы отстойников имеет точность выполнения горизонтальной кромки перелива осветленной воды в сборный лоток. Отклонения отметок гребня перелива от горизонтали не должны превышать ±1 мм по всей длине сборного лотка. Обычно после устройства гребня перелива по нивелиру его окончательную доводку и отделку осуществляют по уровню воды. Для этого отстойник заполняют чистой (технической) водой и стесывают возвышающиеся над создавшимся уровнем стояния воды участки гребня водослива. Для равномерности нагрузок на каждый отстойник желательно, чтобы отметки гребней водосливов сборных лотков в группе отстойников были идентичными и отличались между собой не больше чем ±2 -5-3 мм.

На работу крупных отстойников (диаметром 24 м и более) большое влияние оказывают нагонные волны, образующиеся на водной поверхности при сильных ветрах. Такую неравномерность удается значительно уменьшить при устройстве зубчатого водослива (рис. 6.3) в виде треугольников (с углом 90° при вершине).

Рис. 6.3. Устройство зубчатого водослива

Скребки для удаления осадка не должны цепляться за неровности днища отстойника и отстоять от дна более чем на 30—40 мм.

Интенсифицировать работу первичных отстойников можно несколькими путями. Одним из них является коагуляция мелких взвешенных частиц в более крупные аэрацией или аэрацией с избыточным илом, позволяющая задерживать больше взвешенных частиц. Аэрация сточной воды в течение 10—20 мин увеличивает агломерационную способность взвесей и повышает эффективность отстаивания на 10—15%.

В двухъярусных отстойниках осуществляются два процесса — отстаивание сточной воды (в проточных каналах с продольными щелями верхнего яруса) и сбраживание и уплотнение осадка (в иловой камере нижнего яруса). Так как сбраживание осадка происходит при температуре, равной температуре сточной воды, процесс протекает медленно, особенно зимой. Поэтому для ускорения сбраживания требуется увеличивать иловую камеру.

При эксплуатации двухъярусных отстойников персонал обязан:

• а) обеспечивать равномерное распределение подаваемой воды по отстойникам;
• б) контролировать высоту слоя осадка в иловой камере и не допускать ее переполнения и поступления из нее осадка в отстойные желоба;
• в) производить выпуск осадка через каждые 15 суток с последующей промывкой илопроводов;
• г) не допускать образования на поверхностях отстойников плотной корки из взвешенных веществ (толщина ее не должна превышать 5—6 см) или вспенивания сбраживаемого осадка;
• д) утеплять отстойники зимой съемными щитами.

При спаренных отстойниках для равномерного распределения осадка в иловых камерах периодически через каждые 10—15 суток переключают установленные в лотках шиберы для перепуска воды с одной стороны сооружений на другую.

Первый выпуск осадка из отстойников производят через 5—6 месяцев после его пуска в эксплуатацию, причем расстояние между уровнем осадка в иловой камере и щелью осадочного желоба должно быть не менее 1 м.

Выпуск осадка производят медленно, контролируя его зрелость. Зрелый осадок имеет влажность 85—90% и характеризуется щелочной реакцией (pH = 7,2—7,6), исчезновением запаха сероводорода, темно-серым цветом и зернистой структурой.

Сброженный осадок из двухъярусных отстойников представляет собой однообразную массу черного или темно-серого цвета с запахом разогретого асфальта или сургуча. Влажность такого осадка 85—90%. Он обладает текучими свойствами, довольно хорошо подсушивается и обезвоживается на иловых площадках. Температура осадков из двухъярусных отстойников близка к температуре сточной жидкости, водородный показатель равен 7—8.

При эксплуатации отстойников ежедневно очищают распределительные лотки и переливные кромки садочных желобов, затворы, погружные доски от осадка и тряпья. Особенно тщательно надо очищать края щелей в отстойных желобах. Для этого применяют скребки и проволочные щетки. Разрушают плавающие корки из взвешенных веществ.

Перед наступлением зимы из отстойников выпускают большую часть осадка. В иловой камере должно остаться не более 15—20% объема хорошо сброженного осадка.

На зиму двухъярусные отстойники утепляют, накрывая их деревянными щитами. Незакрытыми оставляют только лотки (для возможности их очистки).

Для очистки от слежавшегося осадка и ремонта двухъярусный отстойник опорожняют не реже 1 раза в 3—4 года.

Процесс отстаивания в проточных каналах (желобах) двухъярусных отстойников происходит так же, как и в горизонтальных отстойниках. Однако, вследствие того что часть газов брожения и иловая жидкость попадают в проточные желоба, осветленная сточная вода из двухъярусных отстойников выносит большое количество взвесей.

Максимальный уровень осадка в септической камере должен быть не менее чем на 0,5 м ниже щелей осадочных желобов. Внешним признаком высокого стояния осадка является появление пузырьков газа в осадочных желобах над щелью.