Системы водоотведения и их характеристика

В зависимости от условий поступления воды в сбросную сеть применяют следующие системы водоотведения:

а) общесплавная - система канализации при которых, все сточные воды (бытовые, производственные, дождевые) сплавляют по одной общей сети труб и каналов за пределы городской территории на очистные сооружения;

б) раздельная - системы канализации, при которых дождевые и условно чистые производственные воды отводят по одной сети труб и каналов, а бытовые и загрязненные производственные сточные воды по другой. Раздельная система канализации может быть;

полная раздельная - система, включающая 2 или несколько совершенно самостоятельных канализационных сетей: сеть по которой отводят только дождевые или дождевые и условно производственные воды; сеть для отвода бытовых и части загрязненных производственных вод, допускаемых к спуску в бытовую канализацию; сеть по которой отводят загрязненные производственные воды не допускаются к совместному отведению с бытовыми;

неполная раздельная - система канализационных сетей, предусматриваемую для отвода только наиболее загрязненных производственных и бытовых сточных вод, атмосферные воды стекают в водные потоки по кюветам проездов, открытым лоткам, канавам и тальвегам.

в) разновидности общесплавной и раздельной систем: полураздельной - система канализации состоит из тех же самостоятельных канализационных сетей, что и полная раздельная система, и одного главного (перехватывающего коллектора отводящего на очистные сооружения бытовые и производственные, талые воды, воды от мытья улиц и часть наиболее загрязненных дождевых вод).

г) комбинированные системы канализации появились в результате расширения городов, имеющих общесплавную систему канализации. Комбинированная система канализации, при которой в одних районах города сохранилась общесплавная система, в других - полная раздельная, в третьих - не полная раздельная система. Схема станции с механической очисткой сточных вод.

1. Сооружения для обработки осадка сточных вод.

2. Сооружения для биологической очистки сточных вод.

3. Основы проектирования и гидравлического расчета систем водоотведения сточных вод.

4. Водоотведение от малых населенных пунктов и отдельно расположенных объектов.

5. Схемы трассировки сети водоотведения

6. Нормы водоотведения сточных вод, режим водоотведения и расчетные расходы сточных вод.

7. Системы водоотведения и их характеристика.

8. Сооружения для механической очистки сточных вод.

- решетки;

- решетки-дробилки;

- песколовки;

- отстойники;

- фильтры;

- микрофильтры;

- сетки;

- гидроциклоны.

Зернистые фильтры используются для глубокой очистки сточных вод от мелкодиспергированных частиц, а также для доочистки сточных вод после биологической очистки.

Микрофильтры используются также для доочистки сточных вод.

Основной рабочий элемент фильтров – вращающийся цилиндрический барабан, обтянутый специальным фильтрующим полотном с размером ячеек 40-70 микрон.

Гидроциклоны служат для механической очистки и процесс очистки занимает значительно меньше времени, чем в других сооружениях или устройствах.

Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных загрязнений и являются сооружениями, подготовляющими сточные воды к дальнейшей, более полной очистки.

Прозоры между стержнями решеток должны быть меньшими, чтобы задерживать больше грубых примесей для облегчения работы отстойников. Подразделяются решетки на неподвижные, подвижные и совмещенные с дробилками (решетки - дробилки). Очистка решеток производится механизировано. Снятые с решеток отбросы подаются в дробилку.

Песколовки предназначены для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед отстойниками (при расходе сточных вод более 100 м3/сут). Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органического происхождения. По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные (с круговым или прямолинейным движением воды); вертикальные (поступательно вращательным движением воды).

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым способом выделения из сточных вол грубо дисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других более сложных сооружениях, или как способ окончательной очистки если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только нерастворимые примеси. Подразделяются: по назначению отстойников в технологической схеме очистной станции: первичные; вторичные. По режиму работы: периодического действия; непрерывного действия. По направлению движения основного потока воды в отстойниках: горизонтальные; вертикальные.

Также к отстойникам относятся осветлители (одновременно отстаивается и фильтруется сточная вода через слой взвешенных веществ).

Продолжительность отстаивания 1,5 часа.

9. Характеристика сточных вод и их осадка.

Сточные воды - воды использованные, на бытовые, производственные или другие нужды и загрязненные при этом дополнительными примесями; изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или полива улиц.

В зависимости от происхождения, видами качественной характеристики примесей сточной воды подразделяются на три основные категории:

бытовые - воды от туалетных комнат, кухонь, бань, больниц, столовых, душевых, а также хозяйственные воды (мытье помещений);

производственные - воды использованные в технологическом процессе, не отвечающие более требованиям, которые предъявляются к их качеству и подлежащие удалению с территории предприятия;

дождевые воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков (дождевые и талые).

Бытовые сточные воды содержат органические, минеральные примеси, а также биологические, состоящие из бактерий, в том числе болезнетворных.

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и отбросами производства. В зависимости от количества содержащихся примесей сточные воды делятся на:

загрязненные (грязные) - очищаются перед выпуском в водоем;

незагрязненные - выпускаются без обработки или повторно используются в производстве.

Дождевые воды насыщаются растворимыми газами, атмосферной пылью, аэрозолями, а при стекании смывают с поверхности крыш, внутриквартальных территорий пыль, бензин, мусор, масла и др. Менее опасны в санитарном отношении сбрасывают в водоем без очистки. Иногда требуется очистка (атмосферные воды стекающие от химических, нефтеперерабатывающих заводов, угольных складов, мясокомбинатов и др.).

Сточные воды – воды, использованные на бытовые, производственные и другие нужды, и загрязнены при этом дополнительными примесями, изменившими их первоначальный состав и физические свойства; а также воды, стекающие с территории н.п. и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков и полива улиц.

Сточные воды загрязнены различными примесями органического и минерального происхождения, которые могут находиться в виде растворов, коллоидов, суспензий и нерастворимых веществ. В зависимости от происхождения, вида и качествнной характеристики примесей сточные воды делт на 3 группы: бытовые (хозяйственно-фекальные), производственные, дождевые. К бытовым относят воды от умывальников, душевых, бань, столовых, больниц, т.е. от жизнедеятельности человека. Они поступают как от жилых и общественных зданий, так и от бытовых помещений промышленных предприятий. Бытовые сточные воды, кроме органических и минеральных примесей, содержат биологические примеси, состоящие из бактерий.

Производственные сточные воды – это воды, использованные в техническом процессе не отвечающие более требованиям, предъявляемые к их качествам, и подлежащие удалению с территории предприятия. Сюда относятся также воды, откачиваемые на поверхность земли, при добыче полезных ископаемых. Количественный и качественный состав минеральных, органических и биологических примесей производственных сточных вод разнообразен и зависит от отрасли промышленности и технологического процесса.

В производственных стоках некоторых отраслей промышленности может находиться вредные вещества (синильная кислота, фенол, соли тяжелых металлов и т.д.).

В зависимости от количества содержащихся примесей, производственные сточные воды делятся на загрязненные и незагрязненные. Загрязненные воды содержат примеси органического и минерального происхождения. Их, перед выпуском в водоем, подвергают очистке. Незагрязненные стоки содержат малое количество примесей. Поэтому их можно сбрасывать без очистки.

Дождевые сточные воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. Они делятся на дождевые и талые. Отличительной особенностью является эпизодичность и резкая неравномерность. Дождевые воды, при выпадении, насыщены растворенными газами, атмосферной пылью, аэрозолями, и при стекании смывают с поверхности крыш, внутриквартальных территорий и проездов пыль, мусор, бензин и другие загрязнения. Дождевые воды, содержат минеральные загрязнения менее опасны в санитарно-техническом отношении, чем бытовые и загрязненные производственные сточные воды, и поэтому сбрасываются без очистки.

10. Песколовки (принцип работы).

Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяже­лых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливают­ся перед отстойниками.

Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выде­лении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и даль­нейшем его сбраживании в метантенках.

Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод более 100 м³/сутки.

Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. Рассчитываются песколовки таким образом, чтобы в них выпадали песок и другие тяжелые минеральные частицы, но не выпадал осадок органи­ческого происхождения.

По характеру движения воды песколовки подразделяются на гори­зонтальные— с круговым или прямолинейным движением воды, верти­кальные— с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (по­ступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенци­альные и аэрируемые.

Осевший на дно песколовки с прямолинейным движением воды песок сдвигается скребками к приямку, расположенному в начале сооружения, при этом происходит частичная отмывка песка. Из приямка песок удаля­ют гидроэлеватором или песковыми насосами.

Песколовки сооружают из сборных железобетонных элементов уни­фицированных (стандартных, прошедших проверку) размеров.

Рис.. Песколовки:

а - тангенциальная с вертикальным движением воды, б - горизонтальная с круговым движением воды; I - подача сточных вод; 2 - рабочая емкость; 3 - отвод сточных вод; 4 - емкость для выделенного песка; 5 - трубопровод для удаления песка

Действие горизонтальной песколовки основано на том, что при движе­нии сточной воды (в резервуаре, канале, отстойнике) каждая находя­щаяся в ней нерастворенная частица перемещается вместе со струей во­ды и одновременно движется вниз под действием силы тяжести со ско­ростью, соответствующей крупности и плотности частицы.

Обычно в песколовках задерживается песок с гидравлической круп­ностью u₀, равной 18—24 мм/с (песок крупностью 0,2—0,25 мм), состав­ляющий около 65% всего количества песка, содержащегося в сточных водах.

Чем больше скорость течения воды, тем сильнее турбулентность пото­ка и тем более крупные частицы будут выноситься вместе с водой; чем медленнее течение, тем более мелкие и легкие частицы будут выпадать в осадок.

Скорость движения воды в песколовках не должна выходить из опре­деленных пределов. Для бытовых вод такими пределами скорости считаются для песколовок с горизонтальным движением 0,3 м/с (при макси­мальном притоке) и 0,15 м/с (при минимальном притоке) т.е не более 0,3 м/с и не менее 0,15 м/с. Если скорость будет более 0,3 м/с, то песок не успевает выпасть на дно песколовки, а если менее 0,15 м/с, то в песколовке будут задерживаться органические вещества, что крайне нежелательно. При этих ско­ростях продолжительность пребывания сточной воды в горизонтальных песколовках принимается равной 30—60 с (при максимальном притоке сточных вод).

Ввиду того что расход сточных вод в течение суток колеблется, для соблюдения этих скоростей течения необходимо устраивать песколовку из нескольких отделений (не менее трех) с таким расчетом, чтобы в часы минимального расхода часть отделений выключалась из работы.

Но даже и при соблюдении указанных выше скоростей осадок в пес­коловках, как показывает практика, все же содержит более или менее значительное количество легких органических примесей. Происходит это по следующим причинам. При скоростях, близких к нижнему пределу (0,15 м/с для горизон­тальных песколовок), выпадает много органических примесей. Во избе­жание этого следует придерживаться по возможности высшего предела скорости (0,3 м/с), применяя для этого устройства, поддерживающие одинаковую скорость течения в песколовке автоматически независимо от расхода сточных вод. Иными словами, при уменьшении расхода про­тив.расчетного (соответствующего расчетной скорости) в таком же со­отношении должна уменьшаться и площадь живого сечения.

Кроме того, предельная скорость течения 0,3 м/с является средней скоростью, отнесенной ко всему живому сечению. В действительности же в некоторых зонах песколовки наблюдаются повышенные скорости, спо­собствующие выносу песка; в других зонах вода протекает с пониженной против средней скоростью, при которой выпадают вместе с песком орга­нические вещества. Поэтому необходимо принимать меры (главным об­разом в отношении улучшения конструкций впускных и выпускных уст­ройств), обеспечивающие равномерность течения. Имеет значение и то, что в бытовых водах органические вещества, слипаются с частицами песка и другими тяжелыми частицами и вместе с ними выпадают в осадок. Поэтому необходимо предусмотреть условия, способствующие отделению или отмывке песка от приставших к нему ор­ганических частиц.

Вертикальные песколовки в настоящее время применяют редко (так как это не очень эффективно из-за невозможности создания необходимых скоростей).

Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане; подвод воды к ним производится тангенциально (по касательной). В таких пес­коловках каждая частица испытывает кроме сил тяжести влияние цент­робежных сил. Это способствует более интенсивному отделению песка от воды и легких органических примесей, которые вследствие враща­тельного движения поддерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок. Тангенциальные песколовки обеспечивают более полное задержание песка с малым количеством органических загряз­нений.

Аэрируемые песколовки являются развитием тангенциальных песко­ловок и выполняются в виде удлиненных резервуаров. Вращательное движение в них создается путем аэрации сточной воды.

Объем осадка, выпадающего в песколовке, зависит от многих факто­ров: от системы водоотведения, протяженности сети, ее уклонов, условий эксплуатации сети водоотведения, состава производственных вод, поступающих в сеть водоотведения, и пр. По существующим нормативам для городской сети водоотведения объем осадка, выпадающего в горизонтальных и тангенциаль­ных песколовках, принимается равным 0,02 л при полной раздельной и 0,04 л при общесплавной системе водоотведения на одного человека в сут­ки при влажности осадка в среднем 60% и плотности его 1,5 т/м³.

Для уменьшения влажности осадка, а следовательно, и общего его объема горизонтальные песколовки устраивают иногда с дренажем. При очистке песколовка выключается из работы шиберами; вода, насыщаю­щая песок, спускается в колодец, а песок удаляется. При этом влажность осадка снижается до 30%. Однако опыт эксплуатации песколовок пока­зывает, что дренажные трубы часто засоряются осадком. Песколовки с дренажем применяют при расходе сточных вод не более 2000 м³/сутки. Зольность осадка из песколовок колеблется от 85 до 95%.

Механизированное удаление песка из горизонтальных песколовок обязательно при объеме его более 0,1 м³ в сутки. При механизирован­ном удалении осадка одна песколовка (или одно отделение), независи­мо от числа рабочих песколовок, должна быть резервной. Осадок уда­ляют (в зависимости от конструкции и размеров песколовки) ковшами, гидроэлеваторами, песковыми насосами и применяют гидро­механическую систему выгрузки песка из песколовок (смывание пульпы водой по трубе). Объем песка, за­держанного в песколовках, замеряется при выгрузке.ъ

С песколовок песок поступает на песковые площадки, которые представляют собой земельные участки, разбитые на карты и имеющие ограждения высотой 1-2 м. В течение года на песковую площадку поступает песок, максимальный объем которого составляет 3 м³ на 1 м² поверхности площадки. Песок обезвоживается и удаляется.

11. Типовые схемы канализационной сети.

Схемы водоотведения – технически и экономически обоснованные проектные решения принятой системы водоотведения с учетом местных условий и перспективы развития образований.

Схема сети водоотведения зависит от конкретных условий и размещения комплекса инженерных сооружений для приема и отведения, очистки и выпуска сточных вод.

Схемы бывают: перпендикулярная, пересеченная, веерная (параллельная), зонная (поясная), радиальная (децентрализованная).

1. перендикулярная – коллекторы прокладывают перпендикулярно движению воды в водоеме. Отводят, главным образом атмосферные осадки и незагрязненные производственные стоки.

2. Пересеченная – коллекторы перпендикулярно водоему, а главный коллектор параллельно водоему. Применяются на местности с уклоном в сторону водоема.

3. Веерная – на больших уклонах местности по направлению к водоему. Коллекторы параллельно друг другу под углом к водоему.

4. Зонная – при 2-х зонной системе, когда городская сеть разбивается на зоны. Нижняя зона имеет НС, которая забирает стоки и подает в коллектор верхней зоны.

5. Децентрализованная – сточная вода поступает на раздельные ОС. Применяется в крупных городах.

Схемы трассировки сети:

Укладывают уличную сеть с уклоном, равным уклону местности, при этом выделяют 3 схемы трассировки.

1. Объемлющая – устраивается при равнинном рельефе местности при отсутствии застройки внутри квартала и при больших размерах этих кварталов. Когда уличные сети прокладываются по проездам, опоясывающим квартал со всех сторон.

2. По пониженным граням – схема используется при более/менее крутом рельефе местности, когда длинные дворовые участки сети водоотведения не требуют значительного заглубления уличного коллектора. При этом схемы сеть проектирования только с пониженной стороны квартала.

3. Внутриквартальная/межквартальная – применяется, когда имеется подробный план размещения зданий внутри квартала. Оно более экономично, по сравнению с объемлющей, т.к. водоотведение осуществляется конкретно от каждого здания. Для промышленных предприятий сеть водоотведения прокладывается вблизи цехов и в местах, свободных от подземных коммуникаций.

12. Решетки, решетки – дробилки (принципы работы).

Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных загрязнений и являются сооружениями, подготавливающими сточные воды к дальнейшей, более полной очистке.

Прозоры между стержнями решеток должны быть возможно мень­шими, чтобы задерживать как можно больше грубых примесей для об­легчения работы отстойников. По этим соображениям ширину прозоров bрешеток перед очистными сооружениями принимают равной 16 мм. Скорость протока сточных вод между стержнями решетки не должна превышать 1 м/с.

Решетки должны устанавливаться на всех очистных станциях неза­висимо от способа подачи на них сточных вод — самотеком или под на­пором после насосной станции, имеющей решетки с прозорами более 20 мм.

Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и совмещен­ные с дробилками (решетки-дробилки). Более широкое применение име­ют неподвижные решетки: вертикальные и наклонные.

Неподвижная решетка представляет собой металлическую раму, вну­три которой установлен ряд параллельных стержней (рис. 4.13), постав­ленных на пути движения сточных вод.

Очистка решеток от задержанных ими отбросов производится меха-низированно. Снятые с решеток отбросы подаются в дробилку.

Ручная очистка решетки допускается на небольших очистных станциях при объеме отбросов, задерживаемых решетками, менее 0,1 м³ в сутки. Удаление отбросов для обезвреживания в этом случае должно производиться в закрытых контейнерах.

Наиболее часто применяемые формы сечений стержней решеток представлены на рис. 4.13, а. Круглая форма стержней имеет преимуще­ство в гидравлическом отношении, но и эксплуатационном отношении она неудовлетворительна, так как способствует засорению решетки. По­этому наиболее употребительны стержни прямоугольного сечения (раз­мером 10X60 мм), хотя эта форма сечения создает наибольшее сопро­тивление при входе воды в решетку, которое можно уменьшить, закруг­лив углы стержней.

Рис. 4.13. Профили стержней (а) и схема установки решетки (б) (размеры в мм)

Решетки устанавливают в пазах, сделанных в боковых стенках, что­бы можно было снимать решетки и при необходимости заменять други­ми. Так как решетка стесняет живое сечение потока, то канал или каме­ра, в которых устанавливается решетка, должны быть несколько шире основного лотка или канала.

Для предупреждения образования вихревого потока капал перед ре­шеткой плавно уширяют путем изменения направления стенок на угол j=20° (см. рис. 4.13,б). Если ширина подводящего канала Вк и общая ширина решетки Вр,то длина уширения перед решеткой l₁ должна быть:

l₁ = (Bр —Вк)/(2tg j ) = 1,37(В_р-В_К)

Длина уширения после решетки принимается l₂ = 0,5 l₁.

Размеры решетки определяют по расходу сточных вод, по принятой ширине прозоров между стержнями решетки и ширине собственно стер-жнея, а также по средней скорости прохождения воды через решетку. Во избежание продавливания отбросов через решетку скорость протока сточной воды через нее следует назначать в пределах 0,7 м/с при сред­нем притоке и не более 1 м/с при максимальном притоке сточной воды (скорость потока на решетке должна быть 0,7-1м/с, а в подводящем канале 0,7-0,8 м/с, но не менее 0,4м/с). Скорость в уширенной части канала перед решеткой не должна быть меньше 0,6 -м/с при минимальном притоке сточных вод во избежание выпадения осадка перед решеткой.

Эффект работы канализационных решеток во многом зависит от пра-вильности их расчета, заключающегося в определении размера решеток и потерь напора в них.

Объем отбросов, задерживаемых на решетках, зависит от вида сточных вод и ширины прозоров решетки. Для бытовых сточных вод при ме­ханизированной очистке решеток объем задерживаемых на решетках
отбросов в год на одного жителя, обслуживаемого канализацией, при ширине прозоров 16—20 мм принимают 6 л.

Данные эксплуатации решеток показывают, что объем задерживаемых ими отбросов колеблется в широких пределах.

При объеме отбросов 0,1 м3 в сутки и более последние (за исключением камня, стекла, металла и т.д) подвергаются измельчению в дробилках. В измельченной массе частицы крупностью до 1 мм составляют 54 %, от 1 до 8 мм – 46 %. Для транспортирования измельченных отбросов в дробилки подается техническая вода. (расход этой воды – 40 м3 на 1 т отбросов).

Механизированная очистка решеток производится движущимися граблями, приводимыми в движение от электродвигателя. Грабли движутся с верховой или низовой стороны решетки (по движению воды).

(Расход электроэнергии на работу механических граблей, транспортеров и дробилок составляет около 1 кВт-ч на 1000 м³ сточных вод.)

Измельченную массу вместе с осадком из первичных отстойников на­правляют на дальнейшую обработку непосредственно в метантенки.

В теплое время года отбросы с решеток посыпаются хлорной из­вестью во избежание привлечения мух. Вывоз отбросов производится не реже чем через 3—4 суток.

13. Метантенки.

Метантенк представляет собой цилиндрический железобетонный резервуар с коническим днищем, предназначенный для сбраживания осадка. Для ускорения процессов брожения в метантенке используют подогрев осадка и его перемешивание. Осадок подогревают обычно до температуры 33 или 53 °С острым паром, подаваемым в метантенк с помощью эжектирующих устройств.

Кроме того, осадок можно подогревать в теплообменных аппаратах вне метантенка. Перемешивают осадок либо с помощью насосов, забирающих его из нижней части камеры и подающих в верхнюю часть, либо гидроэлеваторами с насосами или специальными мешалками.

Обычно в метантенки подается смесь сырого осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила из вторичных отстойников. Допускается подача в метантенки и других сбраживаемых органических веществ после их дробления (отбросов с решеток, домового мусора, промышленных отбросов органического происхождения и т. п.).

Процессы брожения осадка в метантенках в основном аналогичны таким же процессам в двухъярусных отстойниках, но в результате искусственного повышения температуры и перемешивания распад сложных органических веществ идет значительно быстрее. Нормальные условия для брожения создаются в щелочной среде. Минерализация органических веществ осадка и ила в процессе брожения сопровождается выделением продуктов распада в газ и в иловую воду.

В зависимости от температуры сбраживания различают мезофильный режим (при температуре 33 °С) и термофильный (при температуре 53 °С). Режим выбирают на основании технико-экономических расчетов с учетом методов последующей обработки и утилизации осадков и санитарных требований. Количество образующихся газов (метана и угольной кислоты) зависит от количества и состава осадка, а интенсивность их выделения — от температуры брожения и режима загрузки метантенка свежими порциями осадка. Исследования показали, что в метантенках степень распада органического вещества составляет в среднем 40%. Наибольшему распаду подвергаются жироподобные вещества и углеводы. При сбраживании выделяются газы: метан — примерно 63—64% и угольная кислота — 32—33%.

Ход распада органических веществ зависит в основном от дозы загрузки по объему и продолжительности сбраживания. Доза загрузки — один из важнейших технологических параметров, определяющих степень распада органических веществ в метантенке. Она выражается в процентах и показывает, какую часть объема ме-тантенков составляет суточный объем загружаемого осадка.

Продолжительность сбраживания, сут, является обратной величиной дозы загрузки. Так, при дозе загрузки 8% продолжительность сбраживания составляет 13,5 сут.

По конструктивным признакам метантенки бывают с неподвижным незатопленным и подвижным перекрытием.

Рис. 1. Метантенк Курьяновской станции аэрации 1 — мягкая кровля; 2 —кирпич; 3 — шлак; 4 — смотровой люк; 5 — труба для выпуска газа в атмосферу; 6 —газопровод для газового колпака; 7 — газовые колпаки; 8 — пропеллерная мешалка; 9 — переливная труба; 10 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активного ила; 11 — трубопроводы для удаления иловой воды и выгрузки сброженного осадка с разных горизонтов; 12 — паровой инжектор для подогрева метантенков; 13 — трубопровод для выгрузки сброженного осадка из конусной части метантенка; 14 — термометр сопротивления; 15 — трубопровод для опорожнения метантенка (в футляре)

Газ, образующийся в метантенке, можно использовать в качестве топлива в котельных установках. При неполном использовании выделяющегося газа давление его в метантенке увеличивается, что может вызвать прорыв водяного затвора, находящегося в газовом колпаке. Гораздо опаснее обратное явление, т.е. образование вакуума внутри метантенка и засасывание в газовое пространство воздуха, который в смеси с газом может образовать горючую взрывоопасную смесь. Давление газа регулируют с помощью мокрого газгольдера, который поддерживает в газовой линии и внутри метантенка давление 0,2 м вод. ст.

Наиболее рациональной является эксплуатация ме-тантенков по прямоточной схеме, при которой загрузка и выгрузка осадка происходят одновременно и непрерывно. Такой режим создает благоприятные температурные условия в метантенке, так как исключается охлаждение бродящей массы от залповых поступлений более холодного сырого осадка и ила, и обеспечивает равномерное газовыделение в течение суток. Осадок подается через дозирующую камеру в верхнюю зону метантенка и выгружается из конусной части днища.

Двухступенчатые метантенки рекомендуется проектировать для районов со среднегодовой температурой воздуха не ниже 6 °С и при ограниченности территории для размещения иловых площадок. Метантенки первой ступени рассчитывают как метантенки, работающие в мезо-фильных условиях, а второй ступени — по суточной дозе загрузки 4%. Последние должны оборудоваться механизмами для сгребания образующейся корки.

Метантенки второй ступени представляют собой земляные резервуары, облицованные бетоном или камнем. Глубина резервуаров при небольших их размерах 3—5, при больших — 5—12 м. Осадок подается рассредоточений на половину глубины, а выпуск уплотненного осадка производится с нескольких уровней и со дна. Влажность выгружаемого осадка 92—94%.

Перемешивают осадок циркуляционными насосами с гидроэлеваторами или пропеллерными мешалками. Осадок целесообразно перемешивать в течение 5—10 ч в сутки. Гидроэлеваторы надежны в эксплуатации, но имеют низкий коэффициент полезного действия, поэтому их применяют только для метантенков объемом до 1700 м3.

Метантенки большего объема оборудуют пропеллерными мешалками.

Для транспортирования газа из метантенков устраивают специальную газовую сеть. Так как газ поступает из сооружения неравномерно, целесообразно на тупиковых концах сети устраивать аккумулирующие газгольдеры, которые выравнивают давление газа в сети.

14. Режим движения сточных вод в канализационной сети.

Сточная жидкость содержит большое количество взвешенных частиц. Эти частицы выпадают в трубах в виде осадка. В результате чего уменьшается пропускная способность, и это приводит к засорению труб. Во избежание этого необходимо знать следующее: режим движения сточной воды, самоочищающая скорость, транспортирующая способность потока.

Наибольшее количество взвешенных частиц приходится на песок (70-90%). На 1-го жителя приходится 0,1кг/сутки, которые не растворяются в сточной жидкости. Необходимо в коллекторах создавать скорость выше заиляющей.

По характеру движения сточной жидкости, трубы работают в напорном и безнапорном режиме. Напорный режим предусматривается в системах общесплавного назначения. Другие системы водоотведения работают в безнапорном режиме. Характеристикой режима потока (турбулентный/ламинарный) служит безразмерное число Рейнольдса.

Если Re<2320 – ламинарный, если Re>2320 – турбулентный.

Сеть водоотведения расчитывается в турбулентном режиме. При этом движение сточной воды на отдельных участках канализационной сети может быть равномерным и неравномерным. Несмотря на то, что в сети наблюдается неравномерное движение, расчет проводится на равномерное (в следствие сложности расчета по формулам неравномерного движения, из-за неоднородности состава и неравномерного режима поступления сточной воды).

15. Задачи гидравлического расчета канализационной сети.

1. Определение уклона трубопровода, его диаметра, относительного наполнения, скорости движения воды в трубе, при известном расходе и уклоне местности вдоль трассы коллектора (максимальное заложение трубы должно быть не более 5м).

2. определение уклона, с которым необходимо проложить коллектор, скорость, при известном расходе, диаметре, наполнении.

3. определении расхода и скорости в коллекторе, при известном диаметре, уклона, относительного наполнения.

На практике в расчетах уклон целесообразно принимать равным уклону местности/ минимальному, чтобы обеспечить самоочищающую скорость потока.

Если найденная скорость окажется меньше заиляющей скорости, то уклон увеличивают и задачу решают заново. При скорость большей максимальной скорости, то уменьшают уклон.

Пропускная способность трубопровода:

Скорость

Площадь сечения

Наполнение

Смоченный периметр

Гидравлический радиус

Коэффициент ШЕЗИ

16. Отстойники.

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность.

В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на других, более сложных сооружениях, или как способ окончательной очистки, если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси.

В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными — отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку (после сооружений биологической очистки).

По режиму работы различают отстойники периодического действия, или контактные, в которые сточная вода поступает периодически, причем отстаивание ее происходит в покое, и отстойники непрерывного действия, или проточные, в которых отстаивание происходит при медленном движении жидкости. В практике очистки сточных вод осаждение взвешенных веществ производится чаще всего в проточных отстойниках.

Контактные отстойники применяют для обработки небольших объемов сточных вод.

По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разновидностью горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках сточная вода движется горизонтально, в вертикальных — снизу вверх, а в радиальных — от центра к периферии.

К числу отстойников относят и так называемые осветлители. Одновременно с отстаиванием в этих сооружениях происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных веществ.

Содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ), выделяемых первичными отстойниками, зависит от начального содержания и от.характеристики этих примесей (формы и размера их частиц, плотности, скорости их осаждения), а также от продолжительности отстаивания. Основная масса грубодисперсных взвешенных веществ выпадает в осадок в течение 1,5 ч.

Из отстойников перед биофильтрами и аэротенками на полную очистку должно выноситься взвешенных веществ не более 150 мг/л. Продолжительность отстаивания городских сточных вод в этом случае должна быть 1,5 ч.

Выбор типа, конструкции и числа отстойников должен производиться на основе технико-экономического их сравнения с учетом местных условий.

Вертикальные отстойники применяют обычно при низком уровне грунтовых вод и пропускной способности очистных сооружений до 10000 м³/сутки. Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня грунтовых вод при пропускной способности очистных сооружений свыше 15000—20000 м³/сутки. Радиальные отстойники с вращающимся распределительным устройством применяют на станциях пропускной способностью более 20000 м³/сутки при исходной концентрации взвешенных веществ не более 500 мг/л.

Основными условиями эффективной работы отстойников являются: установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооружение или секцию (для данных начальной и конечной концентраций сточной воды и природы взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между отдельными сооружениями (секциями); своевременное удаление осадка и всплывающих веществ.