Типи відстійників і область їх застосування

У практиці водопідготовки для попереднього освітлення води перед надходженням її на швидкі фільтри застосовують горизонтальні, вертикальні, радіальні (мал. 8.5) і тонкошарові (мал. 8.6) відстійники. Назва відстійників дана відповідно до напряму і характеру руху води в них. По висоті у відстійниках розрізняють зони: осадження, накопичення і ущільнення осаду. Вміст зважених речовин в освітленій воді після відстійників не повинен перевищувати 8—15 міліграм/л. Горизонтальний відстійник — прямокутний, витягнутий у напрямі руху води залізобетонний резервуар, в якому осветляемая вода рухається в напрямі, близькому до горизонтального уздовж відстійника.. Розрізняють одно-, двух- і триповерхові горизонтальні відстійники. Відстійники, використовувані для попереднього освітлення води, можуть бути влаштовані в землі кріпленням або без кріплення укосів. Горизонтальні відстійники у вітчизняній практиці рекомендується застосовувати при каламутності до 1500 міліграма і кольоровості 120 град оброблюваної води і при продуктивності водоочисного комплексу не менше 30 тис. м3/сут. Вертикальний відстійник — круглий в плані і в дуже окремих випадках квадратний залізобетонний (рідше сталевий) резервуар значної глибини, в якому оброблювана вода рухається вертикально, — від низу до верху. У вітчизняній практиці вертикальні відстійники рекомендується використовувати при каламутності і кольоровості оброблюваної води до 1500 міліграма/л і до 120 град і при продуктивності водоочисного комплексу до 5000 м3/сут. Радіальний відстійник (мал. 8.5) — круглий в плані залізобетонний резервуар, висота якого невелика в порівнянні з його діаметром. Вода у відстійнику рухається від центру до периферії в радіальному напрямі, близькому до горизонтального. Сніп рекомендує використовувати радіальні відстійники при обробці висококаламутних вод і в системах оборотного водопостачання.

Мал. 8,5. Схема радіального відстійника з рециркуляцією осаду (а) тонкошаровими модулями (б)

1, 11 — подача і відведення води; 2 — сопло; 3 — грязьовий приямок; 4 — рециркулятор; 5 — шкрябання; 6 — ферма, що обертається; 7 — службовий місток; про — водозливні вікна; 9 — зона освітлення води; 10 — кільцевий водозбірний лоток; 12 — тонкошарові блоки; 13 — відведення осаду; 14 — кріплення блоків

Відстійники з малою глибиною осадження (мал. 8.6). Серед методів інтенсифікації процесу осадження домішок води одним з найбільш перспективних є відстоювання в тонкому шарі. Суть його полягає в ламінаризації потоку води (Re = 60 ... 80), при якій виключається вплив складової, що зважує. У Росії і за кордоном розроблені різні конструкції тонкошарових відстійників з використанням пластмас, склопластиків і інших матеріалів, що забезпечують легке сповзання і видалення осаду з поверхні.

Горизонтальні відстійники

Горизонтальні відстійники з розосередженим за площею збором освітленої води в умовах нашої країни з тривалими періодами стійких мінусових температур влаштовують в будівлі або з покриттями і обсыпают землею з бокам і зверху. У перекритті відстійників передбачають люки для спуску в споруду, отвори для відбору проб, що розташовуються на відстані до 10 м один від одного і вентиляційних труб. Зазвичай з боку входу води відстійники суміщають з камерами утворення пластівців зашламленного або вихрового типу. У південних районах з теплим кліматом відстійники влаштовують відкритими.

Для рівномірності розподілу води в поперечному перетині відстійника його об'єм ділять в подовжньому напрямі перегородками на секції, що самостійно діють, шириною 3 ... 6 м (залежно від кроку колон, що підтримують перекриття). При кількості секцій менше шести необхідно передбачати одну резервну. Дно відстійника повинне мати подовжній ухил не менше 0,005 в напрямі, зворотному руху води, а в поперечному напрямі воно може бути плоским або призматичним з кутом нахилу граней 45°. Для видалення осаду без відключення відстійника з роботи за пропозицією І. М. Міркиса передбачають гідравлічні системи у вигляді перфорованих труб, які забезпечують його видалення протягом 20 ... 30 мин. При відкритій засувці на скиданні осідань під дією гідростатичного тиску поступає в систему і у вигляді пульпи віддаляється з відстійника.

Іншим способом видалення осаду є випуск його через спеціальну дренажну систему, що укладається по дну відстійника (див. мал. 6.1). Досвід експлуатації показав, що при ширині секції відстійника не більше 3 м осідань з неї може віддалятися однією дірчастою трубою, що прокладається по її подовжній осі (при більшій ширині секції потрібні дві паралельні дірчасті труби). Тому відстань між осями труб призначають не більше 3 м — при призматичному днищі, і 2 м — при плоскому. У трубах для видалення осаду приймають отвори діаметром не менше 25 мм, що розташовуються з кроком 0,3 ... 0,5 м в шаховому порядку вниз під кутом 45° до осі труби. Відношення сумарної площі отворів до площі перетину труби повинне бути рівним 0,5 ... 0,7. У верхній частині початку скидної труби передбачають отвір діаметром не менше 15 мм для видалення повітря. Швидкість руху пульпи в кінці труби приймають не менше 1 м/с, а в її отворах — 1,5 ... 2 м/с. Втрата води з осадом в середньому не перевищує 0,8% від продуктивності відстійника, тоді як при виключеннях відстійника з роботи на очищення від осаду середня втрата води перевищує 4%.

З відкритих горизонтальних відстійників осідань можно- видаляти спеціальними плавучими землесосними снарядами, що серійно випускаються наший промисловістю. При русі такого снаряда по коридору відстійника напірний шланг снаряда поперемінно приєднується до патрубків трубчастої системи, по якій осад під натиском, насосом землесосного снаряда, що розвивається, перекачується за межі очисної станції.

В.А. Міхайловим і В.А. Лисовим при освітленні каламутних і висококаламутних вод була запропонована і упроваджена напірна гідравлічна система змиву осаду з періодичним відключенням подачі води у відстійник (мал. 8.7). Вона складається з телескопічних дірчастих труб з насадками, насосної установки, резервуару промивної води і ємкості для збору і попереднього ущільнення осаду перед передачею його на споруди обезводнення.

Як механізовані засоби видалення осаду без відключення відстійника можна застосовувати скребкові транспортери, які згрібають осад в приямок, звідки цей осад відкачується ежектором або насосом.

Децентралізованний збір освітленої води, сприяючий збільшенню коефіцієнта об'ємного використання споруди, здійснюють системою горизонтально розташованих жолобів із затопленими отворами або трикутними водозливами, або перфорованих труб, розташованими на ділянці 2/3 довжини відстійника, вважаючи від задньої торцевої стінки.

Відстань в осях між водозбірними трубами або жолобами призначають до 3 м. При устаткуванні відстійника тонкошаровими модулями подібну систему збору води влаштовують на всю його довжину. Кромку водозбірного жолоба із затопленими отворами розташовують на 0,1 м вище за максимальний рівень води у відстійнику, а заглиблення водозбірних труб визначають розрахунком по методиці А. І. Егорова. Отвори водозбірних пристроїв діаметром не менше 25 мм розміщують на 5 ... 8 см вище за дно жолоба, а в трубах — горизонтально по осі з двох сторін. Швидкість входу води в отвори приймають 1 м/с, а швидкість руху води в кінці водозбірних труб і жолобів 0,6 ... 0,8 м/с. Виливши води з водозбірних пристроїв відстійника в торцеву кишеню (канал) повинен відбуватися без його підтоплення.

Висоту відстійників слід визначати як суму висот зони осадження і зони накопичення осаду з урахуванням перевищення будівельної висоти над розрахунковим рівнем води не менше 0,3 м.

Основою розрахунку горизонтальних відстійників є визначення такої довжини зони осадження відстійника, яка при прийнятій середній швидкості руху води у відстійнику забезпечить необхідний ефект її освітлення, тобто затримання заданого відсотка суспензії. При цьому, по В. Т. Турчиновічу, виходять із спрощеного уявлення, згідно якому частинки суспензії у відстійнику осідають також, як в нерухомому об'ємі води, з тією лише різницею, що цей об'єм переміщається в горизонтальному напрямі із швидкістю руху води у відстійнику.

Розрахунок відстійників слід проводити на два випадки: при мінімальній каламутності і при мінімальній зимовій витраті оброблюваної води, а також при найбільшій каламутності при найбільшій витраті води, відповідній цьому періоду.