книги из ГПНТБ / Орловский, Зиновий Александрович. Очистка сточных вод в аэротенках

ники вертикального типа; для определения продолжительности

отстаивания объем отстойной зоны одного отстойника здесь при­

нят в соответствии с эксплуатационными данными—184 ль3 [8].

Поскольку отчетных данных по БПК с осадком по этой станции

не имелось, коэффициент пересчета БПК отстоеныой воды к во­ де с осадком принят за 1,25.

Из числа заграничных приводятся данные по станциям Мог-

ден (Англия), Джамайка, Бавери-Бай и Уардс-Айленд в Нью-Р1орке, Северной, Калюмет и Западной-Юго-Западной в Чикаго, Северной ,в Торонтв и в Гэри.

Наиболее подробные данные имеются по Могденской стан­

ции (Лондон). Ее работа за 10 лет была очень равномерной и устойчивой, и поэтому средние цифры вполне правильно отра­

жают результаты эксплуатации. Обращают на себя внимание низкие величины БПКз и взвешенных веществ очищенной жид­

кости. Отстойники на этой станции радиальные, диаметром 18 ль, со скребками; дно имеет угол наклона к горизонту 30°.

Станция Джамайка работает по принципу модифицирован­ ной аэрации. Сточная жидкость очищается здесь) не полностью. Отстойники на этой станции радиальные, диаметром 36,6 ль, со скребками, скорость вращения которых равна одному обороту за 40 мин.

Станция Бавери-Бай в различные годы работала с неодина­ ковыми результатами, и поэтому представляет значительный интерес сравнение ее работы « отдельные годы. Вынос взвешен­ ных веществ здесь колеблется от 12 до 37 мг!л, в то время как БПКб очищенной жидкости колеблется от 14 до 37 мг/л. Вто­ ричные отстойники на этой станции горизонтального типа, дли­ ной 26 м и шириной одного отделения 5,4 ль; ил сдвигается ме­ ханизмом конвейерного типа в направлении выхода сточной жидкости.

На станции Уардс-Айленд—горизонтальные отстойники дли­ ной 54 я и шириной 12,8 ль. Высота у стены 3,75 м. Ил удаляет­ ся скребками конвейерного типа.

По станции в Торонто на основании различных источников удалось установить» данные о продолжительности отстаивания и нагрузке [25]. Отстойники на этой станции квадратные, разме­

ром в плане 19,5X19,5 м и высотой у стены в среднем 4 м. Об­ ращает на себя внимание большой период отстаивания —4 часа. Проектом предусмотрена длительность отстаивания в 4,75 часа.

Станция в Гэри введена в эксплуатацию в 1941 г. и считает­ ся одной из совершенных в США; на станцию поступает сильно разбавленная сточная жидкость, и показатели очистки очень,

хорошие. Отстойники квадратные в плане с вращающимися ило-

скребами; сторона отстойника имеет длину 22,5 я.

На Северной станции 30 отстойников квадратных в плане с размером стороны 23 я, со скребками Дорр, высота у стены—

J14

4,0 м; и 12 круглых отстойников диаметром 22,8 м и высотой—

3,7 м.

На станции Калюмет 16 отстойников со скребками системы Дорр и размерами в плане 28x28 м, с высотой у стены—3,7 м.

На Западной-Юго-Западной станции 72 отстойника со скреб­

ками системы Дорр, круглые в плане, диаметром—38,4 м. Собранные сведения относятся ко вторичным отстойникам са­

мых (различных конструкций. Результаты их работы, представ­ ляющие несомненный интерес, приведены в табл. 16. Вынос

взвеси из отстойников колеблется в пределах от 5 до 105 мг/л.

Задача теперь заключается в том, чтобы выявить те закономер­ ности, вследствие которых получается тот или иной вынос.

Т-аблица 16

Данные о работе вторичных отстойников на действующих станциях аэрации

Сравнительные данные продолжительности отстаивания не

дают возможности установить зависимость между временем и выносом взвешенных веществ.

На станциях Гэри и Джамайка при одинаковом типе отстой­ ников и очень близкой продолжительности отстаивания за ряд лет вынос был в Гэри от 5 до 10 мг/л, а на Джамайке 34 мг1д.

На Курьяновской станции при одинаковой продолжительно­

привести еще много случаев, когда между длительностью отста­

ивания и выносом взвеси непосредственной зависимости не су­

ществует.

Ц6

Проведенные расчеты показывают, что при большом разно­ образии типов отстойников скорости различны и никакой увяз­ ки между скоростью протока и выносом взвеси не существует.

Следовательно, должен существовать какой-то другой фактор,

увязывающий длительность отстаивания с выносом.

§ 27. Предлагаемый метод расчета вторичных отстойников

Ранее был сделан вывод, что осаждение взвеси во вторич­ ных отстойниках подчиняется установленной нами зависимости и вынос ее может быть определен по формуле (18).

Этой формулой устанавливается зависимость между дли­ тельностью отстаивания и выносом, причем имеются еще две величины—Во и |i. Установлено, что значение Bq для полной очистки 150 мг/л и для неполной—200 мг/л. Остается установить

значение ц для каждого расчетного случая. Выше были получе­

ны значения коэффициента осаждения для отстойников Люб­

линской станции аэрации и опытной станции. Однако в связи с тем, что наблюдений проведено мало, сделать общий вывод не представляется возможным.

Для определения значения ц была подсчитана ее величина

для каждой строки табл. 16 по формуле (19), которая является производной формулы (18), а именно:

В/ К Bnt

Результаты подсчетов значения р приведены в указанной

таблице. Величина Во принималась равной 150 для случаев, когда БПКз было меньше, чем 40 мг/л, и 200, когда было боль­

ше. Получились значения ц, которые очень отличались одно от другого. В связи с этим необходимо было установить, от чего они зависят.

Разберемся в существе этого коэффициента; он является связующим звеном между эффектом осветления и временем от­ стаивания и характеризует те факторы, которые влияют на ко­

личество осевших веществ. Такими факторами могут быть ско­ рости протока и предварительная коагуляция взвеси.

Скорость является причиной, вызывающей гидравлическую

пульсацию. Последняя в свою очередь способствует сближению частиц и образованию хлопьев. Опыт показывает, что, придер­ живаясь в вертикальных отстойниках скоростей до 0,5— 0,7 мм/сек, а в горизонтальных—до 20—30 мы^сек, мы создаем необходимые условия для сближения частиц. Как влияет изме­ нение указанных скоростей на эффект коагуляции, пока не из­ вестно, но указанные диапазоны позволяют обеспечить вполне

удобные и экономичные конструкции отстойников.

Обратимся к условиям предварительной коагуляции коллои­ дов и взвешенных веществ, находящихся в сточной жидкости.

117

Условием, влияющим на степень коагуляции, является сама ра­

бота аэротенков: чем лучше очищена вода, тем больше уловле­ но и разрушено активным илом загрязнений всех 'видов, в том числе и коллоидов. Выражением степени очистки сточной жид­ кости является величина БПК, которая влияет на вынос взве­ шенных веществ. Табл. 16 убеждает, что во многих случаях чис­ ленная величина БПК-, близка к величине выноса в -иг/.?, и по

мере изменения одной меняется и другая. Непосредственной за­

висимости здесь нет и ее не может быть, так как свое влияние

Рис. 34. Кривая зависимости между коэффициентом осаждения р и

БПК очищенной сточной жидкости (сплошной линией показана

оказывает продолжительность отстаивания. Должна существо­ вать зависимость между величиной ,и и БПКб. При наложении этих величин на систему координат выяснилось, что существует криволинейная зависимости между ними, которая выражается кривой, приведенной на рис. 34, и укладывается в следующую

Таким образом, имея расчетную величину БПК5 с осадком очищенной сточной воды, по кривой на рис. 34 или по формуле (2ф определяем величину щ а затем по формуле (18) подбира­ ем продолжительность отстаивания, которая и обеспечивает до­ пустимый вынос взвеси из вторичных отстойников. Можно также

Эти формулы применимы к отстойникам любой формы. Важ­ но только, чтобы вертикальная скорость протока была не болнше 0,5—0,7 мм/сек, а горизонтальная—до 20—30 мм/сек. Пред-

148

латаемый метод расчета основывается на величинах БПКг, С осадком. Поэтому следует вносить соответствующий коэффици­ ент при производстве расчетов для величин БПК.5 без осадка.

Таким ориентировочным коэффициентом является величина

1.20—1,25; это применимо для тех случаев, когда для данной станции отсутствуют установленные зависимости между двумя

значениями БПКз—с осадком и без него.

Нами сделаны примерные расчеты по указанной выше ме­ тодике для определения выноса взвеси из вторичных отстойни­

ков при различных значениях расчетной БПКз и длительности

отстаивания, которые сведены в табл. 17.

Таблица 17

Подсчет выноса взвешенных веществ при переменных значениях БПКз очищенной воды и длительности отстаивания во вторичных отстойниках

Расчеты показывают, что увеличение длительности отстаи­

вания с одного часа до двух снижает количество выносимых

взвешенных веществ при малых значениях БПК до 28—30%, а при больших до 17—20%. В каждом отдельном случае по­ требная продолжительность отстаивания должна выбираться в зависимости от требований, предъявляемых нормами или Гос-

санинспекцией к спускаемой в водоем очищенной сточной жид­ кости.

Предлагаемый метод расчета дает проектировщику возмож­

уменьшит!/ капитальные и эксплуатационные расходы пр аэро­ тенкам и увеличить затраты на строительство вторичных от­ стойников. Общее решение для всех случаев предложено быть не может, так как по местным условиям требования к степени

очистки по отдельным показателям могут быть различные. По способу, примененному при составлении табл. 17, может быть заранее произведен расчет для других переменных значений БПК и длительности отстаивания. Это облегчает работу проек­ тировщиков.

Приведенный метод расчета применен при проектировании вторичных отстойников П1 очереди Курьяновской, а также Лю­ берецкой станций аэрации.

ГЛАВА 8

КОНСТРУКЦИИ ВТОРИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ

§ 28. Общие условия проектирования вторичных отстойников

При проектировании вторичных отстойников следует учиты­

вать следующие основные требования:

1. Необходимо в максимальной мере добиваться увеличения объемного коэффициента полезного действия отстойника, по­ скольку результат осветления зависит от фактической продол­ жительности пребывания жидкости в отстойной зоне.

2. Скорости протока жидкости в отстойной зоне должны обеспечить коагуляцию взвешенных веществ посредством ги­ дравлической пульсации, но не должны приводить к разрыву

образовавшихся хлопьев. Это достигается путем сохранения определенного диапазона скоростей.

3.Необходимо получать возвратный ил с наибольшей кон­ центрацией твердых веществ, однако ил не должен подвергать­ ся загниванию во вторичных отстойниках.

4.Количество эксплуатационных единиц на станции необ­ ходимо свести к минимуму, позволяющему избежать большой

перегрузки при выходе из работы одного отстойника.

5.Надзор за работой должен быть прост и доступен для лиц

сневысокой квалификацией.

6.Отдельные отстойники следует скомпоновать) таким об­

разом, чтобы были сведены к минимуму гидравлические поте­ ри, а распределение иловой смеси по отдельным единицам про­ изводилось автоматически.

7.Перекачка возвратного ила не должна приводить к уст­

ройству длинных коммуникаций.

8.Расположение и конструкции отстойников увязываются

непосредственно с аэротенками и илоуплотнителямиА

9. Конструкции отстойников должны быть экономичными

встроительстве.

Взависимости от направления течения жидкости в отстой­ ной зоне, известны следующие конструкции вторичных отстой­

ников:

120

1)вертикальные — круглые, квадратные, многоугольные или прямоугольные в плане;

2)радиальные—круглые или квадратные в плане;

3)горизонтальные — обычно прямоугольные в плане, редко

квадратные.

Надо сказать, что это деление является условным, так как

в зависимости от размеров высоты и ширины отстойной зоны может меняться и направление потока. В вертикальных отстой­ никах не устанавливаются механизмы для сгребания или отса­ сывания ила, в то время как для радиальных и для большин­ ства горизонтальных это является обязательным.

Вертикальные отстойники широко применяются на станци­ ях с пропускной способностью до 50—60 тыс. Л13 в сутки. При большей пропускной способности обычно переходят на отстой­ ники с механизмами — горизонтальные и радиальные. Сравни­

вая применение последних двух конструкций, следует сказать,

что наибольшее распространение за границей имеют радиаль­ ные отстойники, хотя некоторые города придерживаются гори­ зонтальных. Так, например, на чикагских станциях применяют­ ся радиальные вторичные отстойники, а на нью-йоркских — в

основном горизонтальные. Очевидно, оба города твердо убеж­ дены в правильности выбранной ими конструкции, так как при развитии Юго-Западной станции в Чикаго опять применили

радиальные, а на недавно пущенных станциях в Нью-Йорке (Толманс-Айленд и Бавери-Бай)—горизонтальные; из числа станций Нью-Йорка радиальные отстойники построены только

на станции Джамайка.

§ 29. Вертикальные отстойники

Вертикальные отстойники удобны тем, что возвратный ак­

тивный ил сползает по наклонному дну к одной точке, откуда легко и просто откачать его или выпустить в колодец; это ис­ ключает установку механизма для сгребания ила. Но для того чтобы ил сползал, необходимо дать наклон стенок не менее 45°. При этом условии, а также при диаметрах 8—10 м создает­ ся чрезмерно большой объем иловой части, который не исполь­ зуется. Установлено, что в вертикальных отстойниках осевший ил находится не больше 20—30 мин. и увеличение илового объема приводит к снижению концентрации возвратного ила,

так как он уплотняется только после того, как он осядет и ча­ стицы смогут прижаться одна к другой.

С другой стороны, увеличение размеров отстойника, в част­ ности его отстойной зоны, приводит к удешевлению строитель­ ства и уменьшению числа эксплуатационных единиц; поэтому можно считать оптимальным диаметр от 6 до 8 м.

Максимальное использование объема отстойной зоны обыч­ но обеспечивается свойством иловой смеси растекаться в ниж-