Виды горизонтальных отстойников

Отстойники для очистки воды и сточных вод играют ключевую роль в системах водоснабжения и водоотведения. Они являются важными сооружениями, предназначенными для разделения твердых частиц и взвешенных веществ от жидкости, а также удаления осадка из песка и ила, что помогает существенно улучшить качество воды перед её сбросом в водоёмы или дальнейшей обработкой. Существует несколько видов и типов отстойников, каждый из которых имеет свои особенности и области применения

Все отстойники можно условно разделить на два основных типа: горизонтальные и вертикальные

— Горизонтальные отстойники характеризуются тем, что сточные воды поступают в них под углом, что способствует равномерному распределению потока и улучшению процесса осаждения. Горизонтальные конструкции чаще всего используют в коммунальных и промышленных системах очистки

— Вертикальные отстойники имеют круглую или прямоугольную конфигурацию, где сточные воды поднимаются вверх, а осажденные шламы остаются внизу. Вертикальные отстойники часто применяются в небольших очистных сооружениях и частных хозяйствах

Диаметр сооружений

Вертикальные и горизонтальные отстойники имеют диаметр до 15 м, а радиальные до 100 м

Длина сооружений

Достигает до 60 м

Высота сооружений

Достигает до 5 м

Объем отстойников

До 200 м3

Радиальные отстойники — это специальные сооружения, которые представляют собой большие круглые резервуары, предназначенные для удаления осадка из сточных вод. В отличие от горизонтальных и вертикальных, работают по принципу радиального движения воды, что обеспечивает эффективное разделение твердых частиц и жидких компонентов стоков.

Форма и конструкция

Радиальные отстойники имеют круглую форму

Внутри сооружения создается круговое движение воды

Вода поступает в центр отстойника через центральную трубу или коллектор

Принцип работы

Сточные воды поступают в отстойник через центральную трубу или коллектор

Поток воды движется от центра к периферии, создавая радиальное направление движения

В процессе движения вода проходит через зону отстаивания, где тяжелые частицы оседают на дно, а легкие всплывают на поверхность

Осевшие твердые частицы собираются в иловый осадок, который затем удаляется из отстойника

Всплывшие частицы образуют слой пены, который также удаляется с поверхности воды

Преимущества радиальных отстойников:

Эффективное отделение твердых частиц благодаря радиальному движению воды

Простота конструкции и удобство в эксплуатации

Возможность обработки больших объемов сточных вод

Относительно низкие эксплуатационные затраты

Применение:

Часто используются в системах очистки промышленных сточных вод

Применяются в муниципальных очистных сооружениях для предварительной очистки сточных вод перед дальнейшими этапами обработк

Используются на предприятиях с высокими объемами сточных вод, требующих первичного удаления твердых примесей

Обслуживание:

Регулярная очистка дна отстойника от илового осадка

Удаление слоя пены с поверхности воды

Периодическая проверка и чистка внутренних элементов отстойника

Тонкослойные отстойники — это специальные сооружения для механической очистки сточных вод и удаления избыточного осадка. Их конструкция позволяет эффективно удалять взвешенные частицы, такие как песок, ил и другие твердые примеси. Принцип работы таких отстойников основан на создании тонких слоев (модулей) с разным углом наклона, в которых происходит оседание твердых частиц

• 1,5 см/с — слабо концентрированная взвесь (до 50 г/м³)
• 1,7 см/с — средняя концентрация (50–500 г/м³)
• 2,0 см/с — высокая концентрация (500–5000 г/м³)
• 2,5 см/с — весьма высокая концентрация (более 5000 г/м³)

Основные элементы тонкослойного отстойника включают:

Корпус: основной элемент, внутри которого происходит процесс очистки. Корпус может быть выполнен из различных материалов, таких как бетон, сталь или пластик, в зависимости от условий эксплуатации и требований к прочности

Тонкослойные элементы: специальные пластины или перегородки, которые разделяют поток воды на тонкие слои. Эти элементы могут быть вертикальными, горизонтальными или наклонными. Они увеличивают площадь контакта воды с поверхностью, на которой происходит осаждение частиц

Сливные устройства: механизмы для удаления осевших частиц. Они могут быть в виде специальных желобов или труб, через которые очищенная вода выводится из отстойника

Системы подачи и отвода воды: насосы и трубопроводы для подачи загрязненной воды в отстойник и отвода очищенной воды

Процесс очистки в тонкослойных отстойниках происходит следующим образом:

Подача воды: загрязненная вода поступает в корпус отстойника

Разделение на слои: вода проходит через тонкослойные элементы, которые разделяют ее на тонкие слои

Оседание частиц: твердые частицы оседают на поверхности тонкослойных элементов под действием гравитации

Сбор осадка: осевшие частицы собираются в специальных желобах или трубах, с помощью скребковых механизмов, и выводятся из отстойника

Вывод очищенной воды: очищенная вода выводится из корпуса отстойника самотеком или с помощью насоса и может быть направлена на дальнейшую обработку, фильтрацию или использована в технических целях

Существуют отстойники с механическим и гравитационным принципом осаждения. Механические отстойники применяются, как правило, для очистки воды от мелких твердых частиц и требуют применения специальных устройств, таких как сита и фильтры. Гравитационные отстойники, наоборот, полагаются на физический процесс осаждения частиц благодаря силе тяжести, что делает их более экономически выгодными, но в то же время менее эффективными при наличии большого количества мелких частиц

Существует несколько типов отстойников в зависимости от их функциональности. Основные из них — это первичные, вторичные и третичные отстойники

— Первичные отстойники находятся в начале процесса очистки и предназначены для удаления крупных твердых частиц

— Вторичные отстойники используются для отделения активного ила после биологической очистки

— Третичные отстойники применяются для доочистки воды перед её сбросом или дальнейшей переработкой

Стоит также учитывать конструктивные особенности отстойников, которые могут варьироваться. Например, отстойники с механическим перемешиванием активного ила обеспечивают более эффективное осаждение за счет создания дополнительных токов в жидкости, что позволяет улучшить процессы фильтрации. Полнопоточные отстойники, в свою очередь, имеют большую площадь поверхности, что увеличивает эффективность осаждения

Основные элементы отстойника включают приямок, где происходит накопление сточных вод, и лоток, который обеспечивает отвод очищенной воды. При проектировании отстойников учитывается схема перемещения сточных вод, что позволяет оптимизировать силы, действующие на жидкости, и способствует лучшему осаждению. В результате правильного выбора конструкции и размеров отстойника достигается необходимая плотность осадка

С точки зрения конструкции, отстойники могут обеспечивать различные варианты распределения потоков. Камера для осаждения должна быть такой, чтобы максимально эффективно использовать пространство. Ширина и глубина отстойника, сечения, а также наличие скребков должны обеспечивать достаточное время контакта сточных вод с коагулянтами, что способствует более эффективному удалению загрязнений. В некоторых случаях, когда содержание нефтепродуктов превышает допустимые нормы, следует использовать специальные технологии, позволяющие улавливать плавающие масла и нефтепродукты

Число отверстий для подведения стоков в отстойник, а также схема их размещения, должны быть тщательно рассчитаны для достижения максимального эффекта очистки. Важно отметить, что правильный выбор материалов для конструирования днища и стенок отстойников также влияет на их долговечность и эффективность

Материалы, используемые для изготовления отстойников, играют важную роль. Классическими материалами исполнения отстойников являются железобетон и сталь, однако с развитием технологий все чаще применяют композитные материалы, такие как полипропилен, которые имеют лучшую устойчивость к коррозии и химическим воздействиям, что продлевает срок службы сооружений и снижает их эксплуатационные расходы

Толщина стенки

до 20 мм

Марка стали

16ГС-3 и 09Г2С

1. Предварительное осветление сточной жидкости перед биологической очисткой. Для этого используют первичные отстойники
2. Осветление воды после биологической очистки — для отделения биомассы (активного ила или биоплёнки) от очищенной сточной жидкости. Для этого применяют вторичные и третичные отстойники
3. Очистки воды от всплывающих грубодиспергированных примесей (нефть, лёгкие смолы, масла) при концентрации свыше 100 мг/л и удаление осадка. Для этого используют специализированные отстойные сооружения — нефтеловушки, смоло- и маслоуловители

В большинстве случаев отстойники устанавливаются на канализационных площадках вдоль производственных участков или в местах выхода канализационных труб. Для повышения надёжности и эффективности работы отстойников периодически проводится их ремонт с учётом технико-экономического анализа

Отстойники могут быть разных типов, например, противоточные, трубчатые, кольцевые и другие. В зависимости от конструкции и условий эксплуатации, они могут иметь цилиндрическую или другую форму

В процессе работы отстойников происходит выпадение взвешенных частиц в осадок. Для этого может использоваться коагуляция — процесс добавления реагентов, которые способствуют объединению мелких частиц в более крупные, что ускоряет их выпадение в осадок

Для повышения эффективности работы отстойников на их входе могут устанавливаться решётки и песколовки, которые помогают отделить крупные и мелкие твёрдые частицы от сточной воды

Для расчёта отстойников используются нормативные документы, например:

СНиП 2.04.03-85. Содержит таблицы и формулы для расчёта тонкослойных отстойников.

Пособие к СНиП 2.04.03-85. В документе приведены примеры расчётов для отстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством

Напорные и трубчатые отстойники могут иметь перфорированные стенки или дно, через которые проходит сточная вода. Это способствует более равномерному распределению потока и повышению эффективности очистки

В зависимости от требований и условий, в отстойниках может проводиться обратный процесс — возврат части очищенной воды на вход для повторного цикла очистки. Это позволяет значительно повысить коэффициент очистки и снизить нагрузку на последующие этапы очистки

Каждый тип отстойника имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от условий эксплуатации, требований к очистке и экономических факторов. Например, при проектировании очистных сооружений для крупных промышленных предприятий предпочтение отдается многосекционным отстойникам с высокой производительностью, способным обрабатывать большие объемы сточных вод. В то же время для частных хозяйств или небольших населенных пунктов могут быть достаточно компактные и простые по конструкции отстойники

В заключение, отстойники для очистки воды и сточных вод являются важными элементами современных систем водоотведения. Понимание различных видов и типов отстойников помогает инженерам и проектировщикам выбирать оптимальные решения для конкретных условий, способствуя более эффективной очистке сточных вод и защите окружающей среды. Со временем технологии очистки продолжают развиваться, обещая более эффективные, экономически выгодные и экологически чистые методы обработки сточных вод