Что такое отстойники

Перед подачей воды в различные потребительские системы, перед сбросом использованных растворов в природные водоемы предприятия обязаны производить качественную очистку, применяя разные способы обезвреживания воды и стоков.

К сточным водам относят атмосферные осадки, талые и паводковые воды, а также воды от полива улиц, зеленых насаждений, фермерских полей и стоки, отводимые от промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Особенно опасны производственные стоки, которые содержат высокие концентрации тяжелых металлов и прочих опасных веществ. Предельно допустимый сброс загрязняющих компонентов в сточных водах строго контролируется на законодательном уровне.

Что такое отстойники

На этапе первичной механической очистки для сбора сточных и канализационных вод применяют специальные накопительные емкости - горизонтальные, вертикальные, радиальные отстойники. Это закрытые или открытые резервуары, в которых некоторые виды примесей удаляются отстаиванием:

• легкие частицы плотностью менее 1 г/см³ всплывают вверх и собираются на поверхности отстойного бака;
• тяжелые примеси, плотность которых более 1 грамма на кубический сантиметр, под действием собственной тяжести опускаются на дно.

Остается убрать налет с поверхности, отвести отстоявшуюся воду и удалить осадок из резервуара.

Виды/типы отстойников

Производители всех типов отстойников выпускают модели с высоким КПД, простые и удобные в обслуживании. Емкости различаются габаритами (вместимостью), формой, конструкцией, способами подачи воды, производительностью, принципами работы.

По характеру движения (по направлению потока воды) накопители могут быть горизонтальными, вертикальными и радиальными.

1. Горизонтальный отстойник - это бак прямоугольной формы длиной до 48 метров. Высота (глубина толщи воды) 1,5 -4 метра. Раствор для очистки поступает через отверстия в торцевой стенке, равномерно распределяется по всему накопителю. Слив расположен на противоположном конце. В горизонтальных емкостях возрастает длина перемещения частиц и скорость их выпадения в осадок. При такой конструкции на дно оседает большое количество тяжелых примесей, до 60%. Отстаивание длится 0,5 -1,5 часа.
2. Вертикальный отстойник - это круглый или квадратный бак, вытянутый в высоту, с конусным или пирамидальным днищем. Вода подается сверху через центральную трубу. Осадок собирается скребками и выводится через шламовый отвод, расположенный в нижней части корпуса. Эффективность очистки 40 -60%.
3. Радиальный отстойник - это круглый резервуар диаметром 16 -60 метров, в котором вода подается из центральной части к стенкам. Она движется в радиальном направлении к краям бака, где размещается кольцевой водосборный лоток. Глубина водного столба 1,5 -5 метров, эффективность осаждения примесей до 60 %. Длина водосливной кромки очень большая, вода выходит из зоны отстаивания с небольшой скоростью. За счет конструкции накопителя и направления потока успевают выделиться трудно-осаждаемые примеси, нужен меньший подсос для выпавшего осадка.

Вертикальные модели круглой формы менее экономичны, но у них высокая эффективность осветления. В радиальных конструкциях вода течет под разными углами наклона, что сокращает время отстаивания (согласно законам седиментации оно возрастает с увеличением высоты водного слоя и снижается при уменьшении толщи воды). Производители в большом количестве выпускают неглубокие тонкослойные накопители, которые по типу рабочего элемента могут быть пластинчатыми или трубчатыми.

По способу закачки воды горизонтальные и вертикальные отстойники бывают:

1. Периодического действия - отстаивание производится после заполнения резервуара. Такие емкости считаются статическими. Осадок удаляется через перфорированные дренажные трубы, проходящие по дну бака. Отстоявшаяся вода подается на дальнейшую очистку.
2. Непрерывного действия - это резервуары с динамическим принципом работы, в которых закачка грязной и отвод отстоявшейся осветленной воды производятся постоянно. В баках проточного типа вода поступает в резервуар с небольшой скоростью 0,3 метра в секунду, плавно движется от впуска к сливу.

Для повышения производительности, для облегчения ухода накопители снабжают дополнительными элементами. Отстойники непрерывного действия с гребковой мешалкой упрощают сбор отложений, они уплотняют суспензию, подталкивают осаждающиеся вещества к выгрузному отверстию.

Процесс отстаивания

Осаждение (седиментация) может происходить за один либо за два раза. Основная доля осадка выпадает в дренаж в начальный период, при повторении процесса эффективность очистки возрастает.

Первичный горизонтальный отстойник удобно применять для осаждения большого количества раствора. Осадок падает в специальный приямок. Вынос веществ, всплывающих на поверхность, вместе с очищенной водой невозможен: их задерживает полупогружная перегородка. Тот налет, что оказался между приямками, счищают со дна скребками. С их помощью убирают слой всплывших на поверхность примесей. Производители выпускают скребковые системы для горизонтальных отстойников, которые могут идти в комплекте с оборудованием или продаются отдельно.

Вторичные горизонтальные отстойники предназначены для отделения ила от очищенной воды. Их конструкция продумана так, что осадок, собирающийся на дне отстойника, не начинает гнить и разлагаться, он удаляется с помощью встроенных скребковых приспособлений.

Легкие взвеси сложно извлечь из воды. Чтобы они опустились на дно, применяют специальный способ для укрупнения частиц - коагуляцию. После обработки раствор поступает во вторичный вертикальный отстойник, где удаляются крупные хлопья коллоидных веществ, взвесей и суспензий после коагулирования. Скорость течения 0,25 -0,5 метров в секунду. Длительность осаждения до 1,5 -2 часов.

Где применяются накопители

Помимо того, что горизонтальные, радиальные, вертикальные отстойники применяют для сбора сточных вод, такие накопители используют на первичном этапе водоочистки природной воды из открытых водоемов, которая может содержать много мусора, частицы глины и песка.

Отстаивание применяется:

• в системах централизованного водоснабжения;
• на гидравлических и насосных станциях;
• в ирригационных ссооружениях;
• после биологической очистки стоков;
• в канализационных системах.

Статические (периодические) отстойники удобно использовать для очистки сточных вод от примесей нефти и нефтепродуктов. Накопители любого типа для отстаивания воды применяют на насосных станциях и ГЭС, чтобы крупные частицы примесей не повредили динамические части насоса, чтобы лопасти турбин меньше истирались от абразивных частиц. Применение отстойников в ирригационных системах предотвратит засорение оросительных каналов. На водоочистных станциях используют вертикальные отстойники для осветления воды, если мутность превышает 2 грамма на литр.

Заключение

Использование накопителей для устранения грубодисперсных механических примесей - самый простой, недорогой, эффективный метод, разработанный специально для предварительной очистки воды. Все отстойники (горизонтальные, радиальные и вертикальные) применяют на новых, строящихся станциях очистки, и на старых очистных линиях при ремонте, реконструкции или замене изношенного оборудования.

Тип накопителя выбирают с учетом:

• компоновки водоочистных сооружений;
• технологической схемы очистки;
• производительности станции;
• размера помещения или площадки;
• геоусловий и прочих параметров.

При масштабной очистке для бесперебойной работы очистной системы строго рассчитывают число отстойников непрерывного и периодического действия. Нужно определить размеры накопителей, их расчетный объем с учетом того, чтобы перегрузка не превышала 25%. Расчет производят с учетом: требуемых параметров осветления, коэффициента использования объема гидросооружения, концентрации примесей, скорости осаждения взвешенных частиц.