Отстойник — основные виды и их конструктивные особенности

Отстаивание является наиболее часто применяемым способом выделения из сточных вод дисперсных веществ значительных размеров. Этим методом выделяют как всплывающие, так и тонущие примеси. В зависимости от необходимой степени чистоты стоков, отстойники могут служить либо для предварительной очистки перед другими, более эффективными и сложными сооружениями, либо для очистки окончательной.

Для окончательной очистки их используют когда по местным санитарным нормам требуется только удаление нерастворимых (осаждающихся или всплывающих) примесей.

Классификация отстойников

Отстойные резервуары по своему назначению в системе сооружений очистки стоков делятся на две группы: первичные и вторичные.

• Первичным называют отстойную конструкцию для осветления стоков, попадающих из сооружений предварительной грубой очистки – решёток, пескоулавливателей, сит. От эффективности очистки стоков в первичных отстойных чашах зависит протекание последующей биологической очистки. Количество взвешенных примесей, задержанных в первичных отстойниках, зависит от состава этих веществ, величины и формы их частиц, скорости осаждения или всплывания, продолжительности периода отстаивания. Отстойные резервуары перед устройствами биологической очистки должны обеспечивать наличие остаточной взвеси в количестве, не превышающей 100 мг/л.
• К вторичным относятся отстойные резервуары, которые располагаются после станций биологической очистки.

По режиму работы различают:

• периодического действия (контактные). В них стоки поступают периодично и отстаиваются в неподвижном состоянии. Такие сооружения применяют для отстаивания небольшого количества стоков, поступающих от бань и прачечных, использующих реагенты.
• В отстойниках непрерывного действия, или проточных, отстаивание осуществляется при медленном течении сточных вод.

По основному направлению движения жидкости отстойники делят на две группы:

• горизонтальные – в них стоки продвигаются горизонтально вдоль отстойника;
• вертикальные – жидкость в них движется снизу вверх

Радиальные отстойники являются модификацией горизонтальных сооружений, стоки в них перетекают от центра к периферии с некоторым наклоном к горизонту.

Критерии выбора конструктивного типа

Выбор отстойника зависит от высоты расположения грунтовых вод и характеристик грунтов. Нормами рекомендуется:

• сооружать вертикальные отстойники в плотных грунтах при низком нахождении грунтовых вод;
• использовать горизонтальные отстойники при наличии слабых грунтов и высоком уровне подземных вод;
• радиальные отстойники сооружают для больших очистных станций.

Конструктивные особенности  отстойника зависят от ещё нескольких факторов, к которым относятся: выбранная технология очистки стоков, технология обработки осадка жидкости, требуемая пропускная способность, количество единиц в очистном комплексе, рельеф и конфигурация участка.

Принцип работы и расчёт отстойников горизонтального типа

Горизонтальный отстойник является резервуаром, который в плане имеет форму прямоугольника. Как правило, его сооружают из двух или нескольких параллельно функционирующих отделений. Такая конструкция позволяет производить чистку отстойника по частям, не останавливая его работу полностью.

Теория расчёта горизонтальных отстойников базируется на следующих предположениях:

• скорость движения стоков во всех точках любого поперечного сечения одинакова;
• скорость осаждения взвешенных примесей равномерна во время всего периода отстаивания.

Расчёт отстойников проводят по нагрузке, то есть, по объёму стоков, рассчитанному в метрах кубических, приходящемуся на квадратный метр площади отстойника в час. Нагрузка на квадратный метр площади водяного зеркала отстойного резервуара, как правило, принимается равной 1-3 м³/час.

Помимо размеров проточной части, предназначенной для осаждения взвешенных веществ, высчитывают объём осаждённого компонента отстойника. Устройство бытового отстойника осуществляется из расчёта образования 0,8 л осадка в сутки на одного человека.

Значение влажности удаляемого из отстойной чаши осадка зависит от способа его извлечения. При удалении осадочного компонента самотёком его влажность принимают равной 95%, при механизированном способе – 93%.

С целью накапливания осадка в отстойных ямах устраивают приямки, объём которых определяется конструктивными характеристиками сооружения и способом удаления ила.

Объём осаждённого компонента подбирается равным двухсуточному объёму выпадающего осадка. Для самотёчного продвижения осаждённых примесей к приямкам в днище отстойника предусматривается уклон.

Как рассчитываются вертикальные конструкции?

Вертикальные отстойники представляют собой цилиндрические резервуары, но иногда их горизонтальное сечение может иметь квадратную или многоугольную форму. В вертикальный отстойник стоки поступают по центральной трубе и опускаются вниз. Выходя из нижней части центральной трубы, сточные воды равномерно распределяются по сечению отстойной чаши. При этом из стоков осаждаются примеси, плотность которых выше плотности жидкости. Очищенная вода с небольшой скоростью поднимается вверх, к сливному жёлобу.

На равномерность распределения стоков по сечению влияют: скорость движения стоков в центральной трубе и непосредственно в отстойном баке, уровень воды в чаше, лежащей ниже центральной трубы и являющейся нейтральным слоем, соотношения глубины и диаметра сооружения.

Вертикальный отстойник рассчитывается с применением специальных графиков следующим образом:

• по графику находят размеры частиц, которые должны задерживаться в вертикальном отстойнике, по необходимому эффекту осветления и при определённой концентрации взвешенных примесей;
• по найденному размеру частиц по второму графику определяют радиус отстойника, при этом, средняя скорость входа воды в резервуар принимается равной 1,2 см/с;
• при определении диаметра центральной трубы исходят из скорости 30 мм/с;
• цилиндрический элемент отстойной чаши и равная ему центральная труба должны иметь длину не менее 2,75 м;
• расчёт отстойника вертикального в части определения объёма осадочной камеры аналогичен расчёту горизонтального отстойника;
• нижняя часть чаши имеет конусообразную или пирамидальную форму, способствующую сползанию осадка.

Вертикальные отстойники из железобетона обеспечивают показатель осветления стоков, не превышающий 40%.

Функции и способы устройства пруда-отстойника

Пруд-отстойник, как правило, представляет собой очистное земляное сооружение длиной около 200м, шириной – 40м, глубиной – 2,5 м. Обычно такие пруды состоят из двух секций каскадного типа, расположенных в разных уровнях. Обязательным условием является наличие гидроизоляции.

Основные элементы прудов-отстойников:

• отсеки для улавливания и задержания плавающих нефтепродуктов;
• разделительные продольные или поперечные дамбы или стенки;
• водосбросные устройства для сброса жидкости из верхних секций в нижние, переправления очищенных вод в коллектор или водоём.

Помимо указанных основных составляющих пруды-отстойники оснащаются оборудованием для сброса нефтепродуктов и подземными ёмкостями, служащими накопителями для них.

Технологические пруды отстойники пластовой воды способны обеспечить следующую степень очистки до содержания:

• нефти – 30-40 мг/л;
• механических примесей – 20-30 мг/л.

Средний период пребывания сточных вод в прудах-отстойниках составляет около двух суток. Эти сооружения способны улавливать глобулы нефти диаметром более 30 мкм.

Для бытового применения можно приобрести готовый пластиковый отстойник, основными достоинствами которого являются: герметичность, химическая устойчивость, долговечность, экологичность, небольшой вес материалов, используемых для изготовления устройства.

Для автомоек производители предлагают готовые комплексы для очистки воды, в состав которых входят: гидроциклон, тонкослойный полочный отстойник для автомойки, фильтр с плавающей загрузкой, блок управления, система дозирования коагулянта.

Приобретение изделий заводского изготовления обеспечивает простой монтаж и удобную эксплуатацию отстойников и других элементов очистных комплексов.