Септики, двухъярусные отстойники и осветлители-перегниватели

Септики представляют собой прямоугольные или круглые в пла­не проточные резервуары, в которых происходит осветление сточной жидкости и сбраживание выпавшего осадка.

Время пребывания сточной жидкости в септике 1—3 сут, а время сбраживания выпавшего осадка 6—12 мес.

Септики применяют для обработки только малых количеств сточ­ной жидкости — не более 25 м³/сут.

После септика сточная жидкость может направляться на поля подземной фильтрации, на песчано-гравийные фильтры, в фильтру­ющие траншеи и колодцы.

Двухъярусные отстойники служат для осветления сточной жид­кости и сбраживания выпавшего осадка. Их применяют при произ­водительности очистной станции до 10 000 м³/сут.

Двухъярусный отстойник имеет в верхней части проточные жело­ба, а в нижней — септическую камеру.

Сточная жидкость поступает в проточные желоба, которые рабо­тают как горизонтальные отстойники Осаждающиеся частицы че­рез щели попадают в септическую камеру. Сброженный осадок уда­ляется по иловой трубе под гидростатическим напором.

Осадок в септической камере сбраживается под влиянием ана­эробных бактерий. Процесс разложения протекает в две фазы. В пер­вой фазе органические вещества (белки, жиры, углеводы) распада­ются до кислот жирного ряда. Во второй фазе кислоты жирного ряда расщепляются с образованием метана, углекислоты и сероводорода. Сероводород связывается с железом, образуя сернистое железо. Обычно процесс разложения протекает в щелочной среде и длится 2—6 мес. За этот период разлагается до 40—50% органического вещества.

Расчет двухъярусного отстойника состоит в определении раз­меров проточных желобов и септических камер. Проточные жело­ба рассчитывают по тем же нормативам, что и горизонтальные отстой­ники. Объем септической камеры зависит от расчетного числа жи­телей и определяется с учетом среднезимней температуры сточных вод (СНиП И-32-74):

Среднезимняя темпера­тура сточных вод, °С ... Объем септической каме­ры на одного жителя, л

6 7 8,5 10 12 15 20

110 95 80 65 50 30 15

Высота нейтрального слоя от щели желоба до уровня осадка в септической камере принимается равной 0,5 м.

По очертанию в плане различают круглые и прямоугольные двухъярусные отстойники. Первые применяют чаще.

Для осветления сточной жидкости и сбраживания выпавшего осадка служит также осветлитель-перегниватель (рис. III.34). Он состоит из осветлителя с естественной аэрацией и концентрически расположенного вокруг него перегнивателя. Сточная жидкость по лотку / направляется в центральную трубу 4 с отражательным щитом 5. Напор 0,6 м — разность уровней воды в лотке и в осветли­теле — обеспечивает движение жидкости в центральной трубе со скоростью 0,5—0,7 м/с, что способствует засасыванию воздуха из атмосферы. Водовоздушная смесь попадает в камеру флокуляции 6, где находится примерно 20 мин, а затем поступает в отстой­ную зону 7, где поддерживается слой взвешенного осадка путем обеспечения определенной скорости протекания жидкости. Осветленная жидкость собирается лотком 2 и отводится по трубе //.

Рис. 111.35. Метантенк Курьяновской станции аэрации

/- смотровой люк; 2 — газопровод от газового колпака; 3— пропеллерная мешалка; 4-
переливная труба; 5 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активною ила; 6-инжектор для подачи пара в метантенк, 7 — трубопровод для выгрузки сброженного
осадка из конусной части метантенка

Осадок по трубе 9 направляется в приемный резервуар насос­ной станции, а оттуда перекачивается в перегниватель 8 по трубе 3 с распределительными отростками.

Для перемешивания осадка его забирают из перегнивателя по трубе 10 в приемный резервуар насосной станции и затем снова направляют в перегниватель по трубе 3.

МЕТАНТЕНКИ

Метантенк представляет собой круглый или прямоугольный в плане резервуар, служащий для сбраживания осадка из отстойни­ков и избыточного активного ила.

Для интенсификации анаэробного процесса разложения осадка

его подогревают и перемешивают. Подогревать осадок можно ост­рым паром, впускаемым в метантенк с помощью эжектора, или паром, вводимым во всасывающую трубу насоса, который подает оса­док в метантенк. Перемешивают осадок мешалками, гидроэлевато­рами и насосами, забирающими осадок из нижней части и подающи­ми его в верхнюю; часть метантенка.

Процесс разложения органического вещества осадка протекает в метантенках так же, как и в септической камере двухъярусного отстойника, но с большей интенсивностью благодаря подогреву и перемешиванию.

Различают мезофильное и термофильное брожение. При мезофильном брожении в метантенке поддерживается температура 33°С, при термофильном — 53°С.

Выбор режима сбраживания производится на основании техни­ко-экономических расчетов, санитарно-эпидемиологических требова­ний и метода дальнейшей обработки осадка.

Количество образующихся при сбраживании газов (метана и углекислоты) зависит от количества и состава осадка, а ин­тенсивность их выделения — от температуры брожения и режима загрузки метантенка свежими порциями осадка. В метантенках сте­пень распада органического вещества составляет в среднем 40%. Наибольшему распаду подвергаются жироподобные вещества и углеводы.

Объем метантенка зависит от влажности загружаемого осадка и температуры сбраживания. Определяется он по суточной дозе загружаемого осадка (дозе загрузки). Под дозой загрузки понима­ют процентное отношение количества ежесуточно загружаемого осадка к полезному объему метантанков (табл. II 1.3).

Объем метантенков, м³, определяют по формуле

(III.24)

где с— количество осадка, загружаемого в метантенк, м'/сут; р — суточная доза загрузки осадка, %.

Кроме определения объема метантенка необходимо рассчитать вспомогательные устройства, приспособления для перемешивания н подогрева осадка, газовое хозяйство и пр.

По конструкции различают метантенки с неподвижным затоплен­ным перекрытием, с неподвижным незатопленным перекрытием и с подвижным, или плавающим, перекрытием. Наибольшее распро­странение получили метантенки с неподвижным незатопленным перекрытием (рис. III. 35).

Газ, выделившийся в метантенках, собирают и сжигают в котельных установках или используют в качестве горючего для газобаллонных автомобилей. Пар, получаемый в котлах, служит для подогрева осадка в метантенках и отопления производственных по­мещений станций.

На крупных станциях для регулирования давления в газовой сети и для аккумулирования газа устраивают мокрые газгольдеры, объем которых рассчитывают на хранение 2—4-часового расхода газа.

На станциях большой производительности применяется непре­рывная загрузка и выгрузка осадка.

Наиболее рациональной является эксплуатация метантенков по прямоточной схеме, при которой загрузка и выгрузка осадка про­исходят одновременно и непрерывно. Такой режим создает благо приятные температурные условия в метантенке, так как исключает 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 метантенков и выгружается из конусной части днища.

Получили распространение, особенно за рубежом, двухступен­чатые метантенки. Они применяются при соответствующем обосно­вании на станциях производительностью до 50 000 м³/сут. Метан­тенки первой ступени проектируются как обычные метантенки для сбраживания осадков в условиях мезофильного режима. Метантен­ки второй ступени устраиваются в виде открытых неподогреваемых резервуаров. Основной задачей метантенков второй ступени яв­ляется уплотнение осадков и отделение твердой фракции от ило­вой воды.

Как отмечалось выше (см. § 101), наряду с анаэробным сбражива­нием осадка в метантенках применяют аэробную стабилизацию его. Такой вид обработки рекомендуется для активного ила или его смеси с осадком первичных отстойников на очистных станциях про­изводительностью до 50 000 м³/сут.

Особенно перспективно применение аэробной стабилизации на станциях с небольшим расходом сточных вод при невысокой концент­рации взвешенных веществ в воде. В этом случае значительно уп­рощается схема станции, так как из нее исключаются первичные отстойники. Единственным осадком, образующимся на станции, является избыточный активный ил, минерализацию которого осу­ществляют в аэробных условиях в минерализаторах.

Для более крупных станций возможно применение схемы, в ко­торой избыточный активный ил подвергается аэробной стабилиза­ции, а осадок сбраживается в метантенках. Сочетание двух вариан­тов обработки осадка приводит к значительному сокращению объема метантенков и позволяет полностью обеспечить их теплом за счет сжигания образующегося газа.

Рис. II 1.35. Метантенк Курьяновской станции аэрации

/ — смотровой люк; 2 — газопровод от газового колпака; 3 — пропеллерная мешалка; 4щ» переливная труба; 5 — трубопровод для загрузки сырого осадка и активного ила; 6-у инжектор для подачи пара в метантенк; 7 — трубопровод для выгрузки сброженшЯЙ осадка из конусной части меяантенка

ИЛОВЫЕ ПЛОЩАДКИ

Иловые площадки, служащие для обезвоживания осадков, пред­ставляют собой спланированные земельные участки, разделенные на карты земляными валиками (рис. II 1.36).

Осадок влажностью 90—97%, чаще всего 97% (сброженный оса­док из метантенков), периодически разливают на отдельные кар­ты размером (10...40) X (60... 120) м и подсушивают. Высота слоя осадка, напускаемого на карту за один раз, составляет 0,2—0,25 м. Подсушенный осадок имеет влажность 75—80%.

Иловые площадки устраивают обычно на естественном основа­нии при глубине залегания грунтовых вод не менее 1,5 м от поверх карт. При недостатке территории, а также при залегании грунтовых вод на глубине менее 1,5 м на площадках устраивают трубчатый дренаж. Трубы укладывают в канавы, заполненные щеб­нем или гравием с крупностью частиц 2—6 см. Расстояние между дренажными канавами принимают равным 6 —8 м. Минимальная глубина канавы 0,6 м, уклон 0,003.

Подсушенный осадок используют в качестве удобрения. Для сбора осадка применяют скрепер или бульдозер. Собранный осадок грузят в автомобили с помощью экскаватора. В зимнее время за­мерзший осадок раскалывают на глыбы и вывозят на поля.

Рис. III.36. Иловые площадки

Размеры иловых площадок назначают в зависимости от количест­ва напускаемого осадка, характеристики его (сырой или сброжен­ный) и климатических условий. Норма нагрузки осадка на 1 м² пло­щади зависит от вида осадка, климатических условий, наличия или отсутствия дренажа и составляет в среднем 0,8—2 м³ в год. Действи­тельная площадь принимается на 20—40% больше полезной, так как часть площади необходима для устройства дорог, валиков и канав.

В зимний период осадок намораживается, причем под наморажи­вание отводится 80% площади, а 20% предназначается для исполь­зования в период весеннего таяния намороженного осадка. Высота слоя намораживания должна быть на 0,1 м менее высоты ограждаю­щих валиков.

Для очистных станций производительностью более 10 000 м³/сут устраивают иловые площадки с отстаиванием и поверхностным уда­лением иловой воды в виде каскада прудов, где происходит уплот­нение осадка и удаление выделившейся иловой воды с поверхности. Каскадные иловые пруды имеют 4—-7 ступеней. В каждой ступени устраивается 4—8 карт. Полезная площадь одной карты составляет 0,25—1 га. Ширину карты принимают в пределах 30—80 м, длину 80—160 м. Высота оградительных валиков до 2,5 м.

Выделившуюся иловую воду собирают и перекачивают на очист­ные сооружения. Количество иловой воды составляет 30—50% объ­ема обезвоживаемого осадка.

Возможно также устройство иловых площадок-уплотнителей — резервуаров с водонепроницаемыми днищем и стенками рабочей глубиной до 2 м. Отделившуюся иловую воду удаляют через пере­крываемые шиберами отверстия, которые устраиваются в стенках на разной высоте.

Ширину карт принимают в пределах 9—18 м, а расстояние между выпусками — не более 18 м. Для возможности механизированной уборки высушенного осадка устраиваются пандусы.