для чего нужен отстойник
Конструкция и принцип работы первичных отстойников для очистки сточных вод
Устройство простого вида
Емкость отстойника может иметь форму прямоугольного или круглого колодца.
Протекающие через него стоки текут медленно, что делает возможным выпадение осадка.
Его не удаляют до тех пор, пока он не перегниет (полгода, год).
Процесс гниения сопровождается брожением и высвобождением газов, которые поднимают тяжелые частицы вверх, образуя корку (иногда толщиной 0,5 м).
Тонкослойные отстойники
При большой глубине толщи воды в отстойнике необходимо больше времени для того, что всплыла частица. Поэтому в обычных нефтеловушках повысить эффективность сложно.
Увеличение размеров отстойников ухудшает гидродинамические характеристики. В тонком слое процесс всплытия или оседания частиц получается гораздо быстрее при той же скорости воды. Этот вывод привёл к строительству отстойников с тонким слоем воды. Такие устройства делятся на два вида:
Типы по характеру работы
Существует разновидности отстойников. Они отличаются по характеру работы:
Статические
Представляют собой стандартные железобетонные резервуары. Статический отстойник используется при периодическом поступлении воды и ее незначительном расходе.
Для очистки используются краны или сифонные трубки, которые находятся выше уровня примесей. Выгрузка осевших частиц осуществляется вручную или при помощи специальных спускных устройств.
Внимание. К преимуществам данного вида относится многофункциональность. Дополнительно может использоваться в качестве накопительного или буферного резервуара.
Динамические
Применяются для механического типа очистки воды. Используются при больших расходах сточной жидкости. Действие основано на постоянном движении воды в процессе очистки примесей.
Динамический отстойник в зависимости от направления воды делится на три вида:
На выбор типа отстойника влияют:
Горизонтальные
Наиболее распространенный вид. Отличается прямоугольной формой резервуара. Разделяется на несколько отделений при помощи продольных перегородок.
Осевшие частицы в прямоугольном отстойнике удаляются при помощи поперечного лотка или специального скребка, которые устанавливаются на определенном уровне.
Если происходит коагуляционное очищение сточных вод, устройство оснащается камерами хлопьеобразования. Сооружение обладает высоким эффектом осветления. К минусам горизонтального вида относится: не дешевая цена на монтажные работы и наличие зон, где застаиваются осадки.
Вертикальные
По форме напоминают квадратный или цилиндрический резервуар с коническим дном. Движение воды осуществляется снизу вверх. Форма дна позволяет примесям легко опускаться на дно и при дальнейшей чистке легко удалять.
Эффективность такого отстойника ниже чем у горизонтального или радиального на 10—20%.
Преимущество сооружения — простота эксплуатации и устройства. К недостаткам относится большая глубина. Она повышает стоимость установки сооружения в местах, имеющих слабый грунт и высокое стояние грунтовых вод.
Радиальные
Отстойник данного типа – это резервуар круглой формы. Движение сточной воды происходит радиальным способом, от центральной части к периферии. Это позволяет увеличить скорость движения воды, которая изменяется от высокого показателя в центральной части до низкого в периферийной части.
Находящиеся на поверхности частицы удаляются подвесным устройством, находящемся на вращательной ферме. Частицы собираются в сборном лотке или приемном бункере.
Среди преимуществ радиальных отстойников — низкая удельная материалоемкость и легкость эксплуатации. Недостаток — высокая градиентная скорость по центру, что уменьшает коэффициент объемного использования.
2.3. Сооружения и аппараты для осаждения примесей из сточных вод
Отстойники для сточных вод
Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод. Отстойникиприменяются для задерживания нерастворенных
— первичные (устраиваемые перед сооружениями биологической или физико-химической очистки);
— вторичные (устраиваемые после сооружений для биологической очистки для отделения очищенной воды от активного ила).
По характеру движения воды
(по конструктивным признакам) отстойники делятся на три вида:
отстойников являются также:
В них происходит осветление
сточной жидкости и одновременно
перегнивание
выпавшего осадка.
отстойники применяют для выделения из сточных вод нерастворимых веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. Достигаемый
эффект
осветления по взвешенным веществам составляет
40 – 60%
при продолжительности отстаивания 1 – 1,5 ч. Процесс также сопровождается одновременным снижениемвеличины
БПК
в осветленной сточной воде на 20 – 40% от исходного значения.
типаи конструкции отстойников зависит от количества и состава производственных сточных вод, поступающих на очистку, характеристик образующегося осадка (уплотняемость, транспортируемость) и от местных условий строительной площадки очистных сооружений. В каждом конкретном случае выбор типа отстойников должен определяться в результате
технико-экономического
сравнения нескольких вариантов.
Число
отстойников принимают не менее двух, но и не более четырех.
отстойник применяется для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Он представляет собой прямоугольный в плане железобетонный
резервуар
, разделенный перегородками на несколько
отсеков
(не менее двух) для возможности чистки и ремонта.
Ширина
коридора составляет 3 – 6 м,
глубина
отстойника колеблется в пределах 1,5 – 4 м,
длина
отстойника должна в 8 – 12 раз превышать его глубину.
В отстойнике происходит гравитационное осаждение
взвешенных частиц за счет резкого (по сравнению с подводящим каналом) снижения
скорости
движения жидкости. Максимальная
скорость
движения воды в горизонтальном отстойнике составляет
0,7 мм/с.
Их применяют на станциях
производительностью
более 15000 м3/сут.
Продолжительность
отстаивания составляет 0,5 – 1,5 ч. За это время основная масса взвешенных веществ выпадает в осадок.
Эффективность
очистки в горизонтальном отстойнике достигает
50 —60%.
Осадок
сгребается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50 – 60о. Днище отстойника имеет уклон к приямку не менее 0,005. Горизонтальный отстойник по сравнению с радиальным имеет более высокий расход
железобетона
на единицу строительного объема.
Применяются также отстойники, оборудованные скребковыми
механизмами тележечного или ленточного типа (рис. 2.12), сдвигающими выпавший осадок в приямок. Объем
приямка
равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50 — 60°.
Рис. 2.12. Горизонтальный отстойник:
1 — водоподводящий лоток, 2 — привод скребкового механизма,
3 — скребковый механизм, 4 — водоотводящий лоток, 5 — отвод осадка
Сточные воды поступают в отстойники из распределительного аэрируемого лотка, проходят впускной лоток, и отводятся сборным лотком с двусторонним водосливом. Осадок
сгребается в иловый приямок скребковым механизмом и удаляется плунжерными насосами. Плавающие
вещества
собираются скребковым механизмом при обратном ходе и удаляются в конце отстойника через поворотную трубу с щелевидными прорезями. Поступившие в сборный колодец плавающие вещества откачиваются для совместной обработки с осадком.
На рис. 2.13 приведена аксонометрическая схема работы горизонтального отстойника.
Рис. 2.13. Аксонометрическая схема работы горизонтального отстойника
1 – приток сточной воды; 2, 4 – порог для образования ламинарного потока;
3 – труба для удаления жира и пены в жировой колодец; 5 – устройство для сгребания осевшего ила; 6 – выход осветленной воды; 7 – переливная труба; 8 – приямок для сбора ила
отстойник применяется для осветления производственных сточных вод, а также их смесей с бытовыми сточными водами, содержащих грубодисперсные примеси. Он представляет собой круглый или квадратный в плане железобетонный
резервуар
с коническим или пирамидальным
днищем
соответственно. Отстойник имеет достаточно большую
глубину
(около 7 м), но меньшую по сравнению с горизонтальным отстойником занимаемую
площадь
.
Диаметр
отстойника колеблется в пределах
4 – 9 м.
Отстойники просты по конструкции и удобны в эксплуатации,
недостатком
их является большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр.
Наиболее распространены отстойники с впуском воды через центральную трубу с раструбом. Сточные воды поступают в центральную круглую труб
у, оканчивающуюся
раструбом
и отражательным
щитом
, движутся сверху вниз, затем поднимаются по
кольцевому
пространству между центральной трубой и стенкой отстойника. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого составляет 0,5 – 0,6 м/с. Интенсивное разделение жидкой и твердой фаз происходит на повороте потока в нижней части отстойника. Высота зоны осаждения – 4 – 5 м. Осветленные воды сливаются через кольцевой
водослив
в сборный
лоток
.
На рис. 2.14 приведен рабочий чертеж вертикального отстойника.
Рис. 2.14. Рабочий чертеж вертикального отстойника
1 – приток сточной воды; 2 – центральная труба; 3 – кольцевой сборный лоток;
4 – иловая труба; 5 – трубопровод осветленной воды; 6 – полупогруженные доски
для обеспечения ламинарности потока
Вертикальный отстойник имеет самый низкий эффект
осветления(на 10 – 20% ниже, чем вгоризонтальных отстойниках). Его применяют на станциях небольшой
производительности
(менее 20000 м3/сут).
отстойник (рис. 2.15) применяется для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод. Он представляет собой круглый в плане железобетонный
резервуар
большого
диаметра
(18 – 60 м) и относительно малой
глубины
проточной части (1,5 – 5 м). Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости.
Рис. 2.15. Радиальный отстойник:
1 — труба для подачи воды; 2 — скребки; 3 — распределительная чаша;
4 — водослив; 5 — отвод осадка
Сточная жидкость подается по центральной трубе
, расположенной под днищем отстойника. Труба имеет небольшое
расширение
для погашения скорости движения жидкости. Сточная вода распределяется по всему объему отстойника с помощью распределительной
чаши
. Затем поток движется в
радиальном
направлении с
убывающей
скоростью от центра к периферии.
При этом происходит выпадение осадка
, который сгребается к центру
скребками
, подвешенными к
ферме
. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидростатического давления.
Осветленная
вода отводится по кольцевому сборному
желобу
.
Продолжительность
отстаивания составляет 1,5 ч. Радиальный отстойник обеспечивает самый высокий
эффект
осветления(60% иболее). Он применяется на станциях большой
производительности
(более 20000 м3/сут). Радиальные отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые
преимущества
: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности.
Недостаток
– наличие подвижной фермы со скребками.
На рис. 2.16 приведен рабочий чертеж радиального отстойника.
Рис. 2.16. Рабочий чертеж радиального отстойника
всех рассматриваемых типов отстойников
являются
:
— большие габаритные размеры и значительный расход материалов для их изготовления, соответственно, стоимость их очень высока;
— большая продолжительность отстаивания;
— сравнительно низкая эффективность очистки;
— наличие в процессе осветления турбулентного режима движения воды, что тормозит осаждение взвесей и уменьшает эффект осветления.
частично устраняются в
тонкослойных
(рис. 2.17)и трубчатых отстойниках. Их применяют для увеличения эффективности отстаивания. Отстойники могут быть горизонтальными, вертикальными, радиальными; состоят из водораспределительной, водосборной и отстойной зон.
Ламинарное
движение в них достигается в результате
разделения
отстойной зоны на тонкие
слои
по высоте пластинами (
полками
) небольшой глубины (до 150 мм) или набором пакетов
трубок
небольшого диаметра (25 – 50 мм).
Наклон
элементов в отстойниках непрерывного действия составляет 45 — 60о. При этом процесс отстаивания протекает за
4 – 10 мин
, что позволяет уменьшить размеры отстойника. Указанные отстойники наиболее эффективно использовать для осветления
высококонцентрированных
сточных вод.
тонкослойных отстойников является сложность удаления осадка из межполочного пространства. Накопившийся
осадок
удаляется промывкой обратным током осветленной воды. Эффективность трубчатых и полочных отстойников практически одинакова.
Рис. 17. Тонкослойный отстойник:
1 — труба для удаления осадка; 2 — труба для выпуска воздуха;
3, 7 — отвод осветленной воды из осадкоуплотнителя;
4 — трубопровод подогрева; 5 — отверстия в поперечных сборных желобах;
6 — сварной лоток; 8 — многослойная загрузка; 9 — корпус;
10 — кирпичная кладка; 11 — подвод воды в секцию;
12 — гравийная камера хлопьеобразования
Тонкослойные отстойники классифицируются
по следующим признакам:
— по конструкции наклонных блоков — трубчатые и полочные;
— по режиму работы — периодического (циклического) и непрерывного действия;
— по взаимному движению осветленной воды и вытесняемого осадка — с прямоточным, противоточным и смешанным (комбинированным) движением.
сечение трубчатых секций может быть прямоугольным, квадратным, шестиугольным или круглым. Полочные секции
монтируются
из плоских или гофрированных листов и имеют прямоугольное сечение. Элементы отстойника выполняют из стали, алюминия и пластмассы (полипропилена, полиэтилена, стеклопластиков).
блоков в отстойниках периодического (циклического) действия небольшой. Наклон элементов в отстойниках непрерывного действия составляет 45 — 60°. Накопившийся
осадок
удаляется промывкой обратным током осветленной воды. Эффективность трубчатых и полочных отстойников практически одинакова.
Различия по назначению
В зависимости от назначения в технологической схеме, отстойники бывают двух типов:
Способы очистки пластовых и подтоварных вод
Выбор метода очистки зависит от состава и количества растворенных в воде посторонних частиц, а также от требований к степени очистки. Так, в современной промышленности выделяют следующие основные способы — отстаивание, фильтрование, коалесценция и дегазация (флотация). Существуют и другие методы, например, для удаления солей, серы и других элементов. Но они высоко специфичны и используются не во всех процессах, так как не всегда требуется очистка от них.
Первый вариант является наиболее простым и требует наибольшее количество времени — до нескольких дней. Процесс отстаивания воды и очистки от нефти и механических примесей происходит в первичных вертикальных или горизонтальных резервуарах-отстойниках и основан на силе гравитации: нефтяные частицы поднимаются в верхнюю часть корпуса, а механические примеси оседают и затем удаляются ручным или автоматизированным способом. Для улучшения качества воды на выходе в отстойниках может использоваться гидрофобный слой из водонефтяной эмульсии, который дополнительно задерживает взвешенные частицы.
Фильтрование является одним из наиболее распространенных способов, который не требует дополнительных реагентов, но при этом имеет высокую производительность и отличается высокой степенью очистки, так как основано на применении гидрофобного фильтра, позволяющего задерживать большое количество взвешенных частиц и примесей.
Метод коалесценции основан на применении коалесцирующих насадок, которые являются «расходным» материалом, так как происходит их постепенное заполнение каплями нефти, газа и механическими частицами.
Процесс дегазации воды позволяет освобождать газовые частицы и использовать полученный газ в производственных нуждах дальше.
Виды по способу выгрузки осадка
Существует несколько способов выгрузки осадков. Каждый из них имеет свои особенности:
Режим и способ выгрузки осадка влияет на эффективность осветления.
Виды песколовок
Песколовка – это отстойники такого типа, где происходит очищение от частиц крупнее 250 мкм.
Первичные отстойники – это песколовки. Если не убрать песок, дальнейшая очистка сточных вод затрудняется тем, что песок будет забивать следующие очистные сооружения. Песколовка функционирует путём влияния на скорость движения твёрдых частиц в потоке воды.
Песколовки используют несколько вариантов очистки:
По способу создания винтового течения бывает тангенциальное и аэрируемое сжатым воздухом.
На входе песколовки всегда находятся решётки для задержки крупных механических примесей.
Отстойник горизонтальный имеет дно с наклоном, тогда придонный поток воды замедляется, и песок, в основном там и находящийся, опускается на дно водоёма, потому что при расширении потока снижается его скорость. Оседающий песок накапливается, и убирается гидроэлеваторами.
Тонкослойные разновидности
Чтобы увеличить эффективность отстаивания, применяются отстойники тонкослойного типа. Сооружение отличается малой глубиной, что позволяет сократить размеры, так как процесс отстаивания происходит быстро.
Среди преимуществ использования:
Тонкослойные отстойники бывают двух видов:
Эффективность пластинчатых и трубчатых видов одинакова.
Принцип работы вертикального отстойника
Вода со стоков поступает в него через верхнюю часть конструкции и движется вниз по центральной вертикальной трубе к находящемуся там раструбу. Под трубой находится щит, который отражает и меняет траекторию движущейся воды с нисходящей на восходящую. В этот же момент в отстойной части в осадок очень интенсивно выпадают диспергированные частицы. Поток воды, который движется вверх перемещается через кромку для переливания воды и попадает в периферийный лоток, где собирается осветленная и очищенная вода. Осадок с помощью илопровода периодически очищается из отстойной части.
Перегородка, находящаяся перед гребнями противостоит загрязнению отбросами, которые часто всплывают в первичном отстойнике наверх. После этого загрязнения убирают вручную, используя скребок или совок и выкидывают в колодец, который находится вне конструкции устройства.
Как сделать оборудование своими руками
Изготовить сооружение для очистки сточной воды можно самостоятельным образом. Используются следующие виды материалов:
Наиболее простым по конструкции считается однокамерный отстойник. Чтобы его собрать потребуются железобетонные кольца, имеющие диаметр 1,0 м.
Перекрытие колодца будет сборно-разборным, с применением стальной трубы в качестве естественной вентиляции. Она обязательно покрывается кузбаслаком. Лоток выходящей трубы располагается ниже находящийся внутри жидкости на 0,02 м, а выходящей трубы — выше на 0,05 м.
Внутренняя часть конструкции отделывается раствором цемента (1:2), толщина которого бывает 1,5 см (с затиркой).
Расход сточных вод в трехкратном количестве, является основным параметром вместимости сооружения. Примерная схема расчетов однокамерного отстойника при использовании стоков до 0,5 м3 за день:
Процесс установки:
Выбирается подходящее место.
Сооружение отличается простотой эксплуатации. Чистка проводится в год один-два раза. После чего в отстойнике должно остаться незначительное количество осадка для брожения поступающих стоков.
Внимание. Сооружение обязательно должно быть герметичным.
Предлагаем посмотреть видео-сюжет, где наглядно изображен процесс установки отстойника своими руками.
УСТРОЙСТВО ОТСТОЙНИКОВ НЕФТИ
Корпус данных аппаратов выполнен в виде цилиндрической емкости с эллиптическими днищами, позволяющими выдерживать при эксплуатации давление до 2,5 Мпа.
Основными элементами схемы являются:
Узлы внутренней части отстойника разделены перегородками. Предусмотрено также коалесцирующее устройство, необходимое для улучшения процесса обезвоживания.
Весь агрегат монтируется на опоры (седловые или лапы), жестко прикрепляющиеся к железобетонному фундаменту с помощью анкерных болтов. В комплекте с отстойником обычно идут лестница и площадка с ограждением для обеспечения доступа и безопасной работы персонала. Кроме того, для эффективного технического обслуживания в конструкции предусмотрено наличие пропарной и дренажной системы.
Оборудование для очистки нефти контактирует с вредными, коррозионно активными субстанциями с высоким содержанием сероводорода. Чтобы защитить емкость от неблагоприятного воздействия рабочей чреды, на корпус наносят стойкое антикоррозийное покрытие, а внутренние детали изготавливают из нержавеющей стали. По желанию заказчика для поддержания необходимого температурного режима отстойники могут быть укомплектованы теплоизоляцией.
Пластинчатые отстойники
Пластинчатые отстойники содержат параллельно установленные пластины, между ними движется жидкость.
По взаимному расположению бываю виды пластинчатых отстойников:
Самые популярные – противоточные пластинчатые отстойники.
Важно! Эффективность очистки в пластинчатых отстойниках с уменьшением их высоты возрастает.