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

Таблица 10

Результаты наблюдений над работой вторичных отстойников Люблинской станции аэрации

холимую глубину, зажим освобождается, воздух из трубок и склянки начинает уходить наружу, а жидкость попадать в

склянку. После этого штанга вынимается, пробка удаляется и содержимое склянки переливается в посуду. Схема устройства прибора показана на рис. 20.

Забор проб производился в различных створах, на разных высотах.

Расположение ила. Как видно на схеме (см. рис. 18), уровень

ила по всей площади отстойника является постоянным, за ис­ ключением центральной части, где наблюдаетсявполне четкая граница между столбом опускающейся иловой смеси и освет­

трубы и внутри пее. На глубине 2 м внутри трубы сохраняется постоянная концентрация смеси, равная начальной. Это пока­

зывает, что на этом пути ил не разбавляется водой. На глубине 2 м начинается растекание струи иловой смеси, а затем она сливается с лежащим на дне илом. Пробы, взятые на расстоя-

85

она растекается по всей площади равным слоем. Одновремен­ но, в связи с тем, что иловая смесь достигает стены отстойника через значительный промежуток времени, образуются хлопья. При слое ила 0,5 м и при нагрузке 1,5 мР/лР/час иловая смесь должна достигнуть стены через 15 мин., а при слое 1,0 м—че­ рез 30 мин. Слой залегания ила обычно находится в этих пре­

делах. Можно предположить что иловая смесь растекается поверх слоя уплотненного ила, когда он имеет более высокую концентрацию, чем иловая смесь. Это может иметь место при вы­

соком слое ила, при малом он не успевает уплотниться, так как сосуны отбирают снизу наиболее густую часть. В этом случае иловая смесь будет выжимать лежащий ил к периферии и за­ нимать его место. В обоих примерах продолжительность расте­

кания иловой смеси будет не менее 10 мин., срока, достаточно­ го для образования хлопьев. При этом отделяется и поднимает­ ся вверх жидкость, загрязненная небольшим количеством ила

с концентрацией взвеси 150—250 мг/л. Затем взвеси продолжа­

ют выпадать из жидкости, а осевший ил удаляется сосунами.

Наблюдения подтверждают тот факт, что иловая смесь рас­ пространяется по всему дну, а не идет коротким током в сред­

ние по высоте зоны отстойника; здесь имеет значение разность

плотностей жидкости и иловой смеси.

Расположение взвеси в отстойной части и использование

объема. В большинстве случаев на одинаковой глубине коли­ чество взвеси в различных створах одинаково и в жидкости над

уровнем ила оно колеблется от 150—250 мг/л до конечных ве­ личин, наблюдаемых в стоке. Это объясняется тем, что жид­ кость поднимается равномерно по всей площади отстойника; а поднявшись вверх, она сравнительно быстро расходится тон­ ким слоем по поверхности. Наблюдаемая скорость у периферии

была около 10 мм/сек. Если бы жидкость поднималась не по всей поверхности отстойника, то наблюдались бы застойные ме­ ста, где взвеси было бы меньше, и места с повышенной скоро­

стью протока, где взвеси было бы больше.

Этот вывод показывает, что используется весь объем отстой­ ной части. В качестве дополнительного подтверждения служат результаты наблюдений с поплавками и подкрашиванием, кото­

рые проводились на этих же радиальных отстойниках. Они при­ вели к выводу, что жидкость в отстойнике медленно вращается вследствие подсасывающего влияния движущихся сосунов; в

этих условиях не может быть застойных мест. Работы с под­

крашиванием проведены только на опытном вторичном отстой­

нике с сосунами диаметром — 3,2 м. Эти опыты подтверждают, что фактическая продолжительность отстаивания соответству­ ет теоретической.

Таким образом, имеются три доказательства—постоянное количество взвеси на одинаковой глубине, направление движе­ ния поплавков и подкрашивание, подтверждающие, что весь

87

объем вторичного радиального отстойника с сосунами исполь­ зуется полностью.

Длительность пребывания жидкости в отстойнике. Во вто­ ричных отстойниках граница между иловой зоной и воной от­

стаивания может перемещаться то высоте в зависимости от слоя ила, находящегося на дне отстойника. Чем меньше слой ила, тем больший объем отстойника используется в качестве от­ стойной зоны; соответственно увеличивается продолжительность

нахождения жидкости в отстойнике и повышается осветление

очищенной жидкости. Поэтому в эксплуатационных условиях стремятся поддержать минимальный слой ила 0,5—0,7 м. Од­ нако следует учесть, что при очень малом слое ила может про­ рываться вода в сосуны или отводящие трубы и тогда длитель­

ность уплотнения ила может быть очень короткой, что также приведет к низкой концентрации возвратного ила.

Зависимость между продолжительностью отстаивания и ре­ зультатом осаждения взвеси. Выявление этой зависимости — наиболее важная задача опытов. Она была получена путем установления остающегося количества взвеси в отстойниках пос­

ле определенной продолжительности отстаивания. По отдель­ ным наблюдениям имелись величины взвеси в различных точ­ ках по высоте и по створам. Для каждой высоты брались сред­ ние величины, а если в данной точке -по высоте была взята од­ на проба, то она принималась в расчет.

Время отстаивания определялось как величина, пропорцио­

нальная высоте точки над уровнем ила; полная продолжитель­ ность отстаивания зависела от нагрузки и фактической высоты

отстойной части, т. е. от расстояния между уровнем ила и по­ верхностью жидкости в отстойнике. На рис. 18 эта высота обоз­ начена буквой h, и для каждого наблюдения приведена ее ве­ личина, значение которой дано в табл. 10.

Задача этих опытов—определить абсолютное количество

взвеси, оставшейся в жидкости.

Достаточное количество точек для составления кривых по­ лучено в 18 опытах (Э — 2 по 15, 18, 21); все они резко снижают

количество взвеси в первые 20—30 мин., а затем степень сни­

жения заметно уменьшается; через 80—100 мин. кривая при­ ближается к прямой, направленной под малым углом к оси абсцисс. Это означает, что увеличение срока отстаивания свы­

ше 80—100 мин. дает очень незначительный эффект в сниже­ нии количества взвеси.

На рис. 21 приведены шесть наиболее типичных кривых и проведена средняя кривая, которая характеризуется следующей формулой:

/ BJ + 1

88

где: Во—количество взвеси в начальный момент отстаивания

в мг)л-,

Рис. 21. Ход'осаждения взвешенных веществ во вторичных отстойниках

рУДХ+1

период с момента заполнения цилиндра смесью считается на­

чальным моментом отстаивания, поскольку к этому времени основная масса ила садится и начинается осаждение взве­ шенных веществ. В наших подсчетах принято, что первона чальный момент отделения загрязненной жидкости от осевше­

го ила является началом отстаивания. Поскольку невозможно взять пробу жидкости точно над слоем ила, то приходится пе­

реносить величины, полученные при лабораторных опытах, на случай отделения жидкости от ила внутри отстойника. Кривая,

89

построенная по данной формуле, ложится внутри опытных кри­ вых и подтверждает правильность принятых допущений.

Имеется определенная зависимость между количеством взвеси, остающейся через 5 мин. отстоя в жидкости, и степенью очистки при определенной концентрации иловой смеси; для дан­ ного случая, когда в иловой смеси Люблинской станции аэра­ ции было 2500 мг/л сухого вещества, через 5 мин. остается 150 мг/л взвеси. Эта величина и принята нами в формуле (18), которая является общей для отстаивания взвеси во вторичных отстойниках. Но значения Во и ц могут меняться. В целом фор­ мула доказывает, что конечное количество взвешенных веществ

зависит от начального количества взвеси после отделения ила, периода осаждения и коэффициента р, для данного случая рав­

ного 0,03.

Движение, жидкости в отстойнике и фактические скорости.

Вторая группа наблюдений, целью которых было определить направление движения жидкости и фактическую скорость в ра­ диальных отстойниках, производилась с помощью поплавка (см. рис. 20). Благодаря небольшим размерам пробки, частич­ но находившейся выше поверхности воды в отстойнике, влияние ветра на движение поплавка было незначительным. Эти опыты проводились в дни, когда ветер был очень слабым. Погруже­ ние поплавка регулировалось нитью, соединявшей поплавок

с пробкой. Местоположение поплавка регистрировалось путем замеров в плане с помощью штанги и определением углов сдвига.

Результаты наиболее ценных наблюдений приведены на рис. 19. Ожидалось, что движение жидкости пойдет по радиусу от центра к периферии независимо от вертикальных скоростей, которые поплавком нельзя уловить. Однако вода в отстойнике двигалась по движению сосунов. Это вполне объяснимо, если

учесть, что сосуны отбирают до 50% поднимающейся вверх жидкости. Одновременно с движением по окружности вода под­ нимается вверх,.и в результате ее путь имеет винтообразный

характер; скорость по окружности во много раз больше верти­ кальной (табл. 10). Сосуны вращаются со скоростью один

Практически можно было опускать поплавок не ниже 2,2 м,

так как существовала опасность, что он повиснет на тягах, под­

53) показала, что средняя скорость в верхней зоне (на глубине 0,1—0,4 л:) на участке от середины отстойника до периферии была 9 мм/сек при скорости движения поплавка под влиянием силы ветра 3 мм1сек-, на глубине 1,30—2,2 м— около 20 мм/сек. Эти данные были проверены 10 февраля 1948 г. (Э—54 по 59).

В этот день ветра почти не было. Полученные результаты под-

90

ром 38 м со впуском иловой смеси через диффузор; скорость вращения ме­ ханизма— 1 оборот в час, нагрузка—48 д«3/ле- в сутки; объем выпускаемого активного ила составляет 25% от расхода сточной жидкости. При откачке ил имеет 1,83% твердых веществ; иловый индекс—53. В стоке—15 мг}л взвешенных

казано направление движения жидкости; цифрами,— величина скорости протока в мм/сек.

91