РЕКОНСТРУКЦИЯ ПЕРВИЧНОГО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА

АННОТАЦИЯ

Данное исследование рассматривает существующие канализационные очистные сооружения проектной производительностью 15000 м 3 /сут, находящиеся в эксплуатации более 20 лет. Проект разработан по СНиП 1984 г. Действующая нормативная документация изменила требования, поэтому многие параметры на станции не удовлетворяют современным требованиям [1]. Необходимо совершенствовать методы очистки, применять элементы, которые в процессе эксплуатации могли бы варьировать параметры сооружений очистки на имеющихся объёмах, без серьёзных капитальных вложений. Это условие можно выполнить реконструкцией. Реконструкция – процесс изменения устаревших объектов, с целью придания им новых свойств в будущем. В населённом пункте на данный момент нормы водопотребление изменились, а так же возросло число жителей города. В связи с этим повысились гидравлические нагрузки на систему более чем в 2 раза, что даёт дополнительную нагрузка на уже порядком износившуюся систему водоотведения. К сожалению, невозможно выполнить отключение отдельных сооружений очистки на текущие и капитальные ремонты без ухудшения качества очистки сточных вод. Механическая ступень очистки позволяет за меньшее время, чем биологическая очистка, извлечь большую часть загрязнений из сточной воды, сократить нагрузку на дорогостоящие сооружения биологической очистки и доочистки. По этой причине, было принято решение о реконструкции, в первую очередь, горизонтальных отстойников, которые на данный момент не справляются с новой производительностью станции 30520 м 3 /сут.

Ключевые слова: реконструкция, реновация, первичный горизонтальный отстойник, отстойник, очистка сточных вод.

Реконструкция горизонтального отстойника

Реконструкцию рассчитываем на существующую производительность очистной станции - 30 тыс. м3 /сут. Фактическая нагрузка на горизонтальные отстойники возросла почти в двое, а взвешенные вещества на входе – 212,54 мг/л. Наиболее близким известным техническим решением по совокупности признаков является горизонтальный отстойник с тонкослойными модулями содержащий й резервуар с входным патрубком, укрепленным в нижней центральной части корпуса и снабженным центральной трубой с распределителем воды в виде поярусно размещённых струенаправляющих элементов, и сборный лоток для осветленной воды, укрепленный в периферийной части резервуара. Технико-экономическая эффективность предложенного горизонтального отстойника по сравнению с прототипом (а.с. №1126310) заключается в повышении его производительности до 15-20 % за счёт обеспечения четырёхступенчатого осветления воды. Наличие струенаправляющих элементов в известном устройстве в виде горизонтальных дисков несколько повышает эффективность осаждения, однако из-за того, что плоскость дисков расположена горизонтально, на ней скапливается осадок, который изменяет гидродинамику струй воды, приводит к повышенной турбулентности потока, что неблагоприятно сказывается на условиях осаждения осадка. Кроме того, в известном отстойнике в периферийной части образуются застойные зоны, не обеспечивающие активного осаждения взвешенных веществ. Это приводит к низкой производительности отстойника и не обеспечивает достаточной эффективности осветления. Задачей применяемого изобретения является повышение производительности и эффективности осветления воды. Поставленная задача достигается перераспределением стоков за счёт поярусно расположенных струенаправляющих элементов распределителя потока жидкости, а также размещения в периферийной зоне резервуара сборных лоток для осветленной воды. Первичная зона сокращается, в её конце устанавливается перегородка со встроенными тонкослойными модулями. За стенкой с встроенным модулем выполнен перепускной канал, вода по которому поступает в нижнюю часть и через щель направляется во встроенный осветлитель. В нём сточная вода проходит через взвешенный слой и мельчайшие частички нерастворимых веществ в стеснённом потоке взвеси задерживаются, не попадая в осветленную воду, которая собирается выносным лоткам, расположенным в верхней зоне, с двух сторон. Это способствует уменьшению скорости на водосливе, с одной стороны, но компенсируется двухсторонним сбором. В периферийной зоне отстойника располагается шламонакопитель, в который поступают скапливаемые осадки из осветлителя через окно с отбойным козырьком, исключающим выход из отсека его содержимого. Расчёт эффективности очистки горизонтального отстойника с тонкослойными модулями выполнен по той же методике [2].

Расчет тонкослойных модулей

Усовершенствованная конструкция первичного отстойника принята по патенту №2191619 «Радиальный осветлитель» [8].

Рисунок 1. Схема встроенного блока первичного отстойника

Внутренняя стенка 15 этой камеры снабжена окном 16 с коническим полочным осадителем 17. Наружная стенка 18 камеры 14 имеет перепускные окна 19 для отвода осадка, снабженные козырьком 20. Стенка 18 образует со стенкой резервуара 1 полость 21 для сбора и уплотнения осадка.

Внутри камеры 14 параллельно внутренней стенке 15 размещена перегородка 22 с окном 23 в нижней части, образующая перепускной канал 24 и полость 25 для осветления воды во взвешенном слое осадка. В полости 25 размещен сборный лоток 26 для осветленной воды.

Предпочтительно, чтобы в верхней части перепускного канала 24 был размещен конический полочный осадитель 27.

Опорная площадка 9 прикреплена к опорным стойкам 28.

Верхняя часть перепускного канала 24 снабжена перфорированным коллектором 29 для сбора осветленной воды с радиальными патрубками 30, прикрепленными к лотку 26.

Верхняя часть полости 21 снабжена перфорированным коллектором 31 с патрубками 32 для подачи осветленной воды в лоток 26.

Днище резервуара 1 снабжено центральным приямком 33 с патрубком 34.

Нижняя часть полости 21 имеет патрубок 35 для отвода осадка.

Нижняя часть пакета воронок 4 снабжена конической перегородкой 36, телескопически соединенной с центральной трубой 3.

Вывод

На городской станции очистных сточных вод проектной производительностью Q=15000 м³ /сут произошли изменения технологических параметров (см. табл. 1, 2, 3, 1р, 2р). На данный момент в связи приростом населения за прошедшие 20 лет расход воды, поступающий на станцию очистки составляет Q=30520 /сут, исходные концентрации загрязнений уменьшились.

Поэтому необходима срочная реконструкция отдельных сооружений для повышения эффективности очистки сточных вод. Наиболее трудозатратный и эффективный способ – реконструкция сооружений механической очистки. В частности, в проекте рассматривается реконструкция первичных отстойников.

Так как существующие горизонтальные отстойники не справляются с новыми нагрузками, то требуется либо строительство новых горизонтальных отстойников, либо реконструкция существующих.

Проверочные расчёты показали необходимость установки 6 первичных отстойников, при наличии на данный момент 3-ёх рабочих. По этой причине был выбран путь реконструкции существующих сооружений.

Для надежной работы и возможности варьирования параметрами отстаивания или эксплуатации, по патенту №2191619, предложили установить на входе в отстойник дополнительное распределительное устройство в виде тонкослойного модуля, а также на выходе из отстойника предусмотрена дополнительное U – образная камера, где вода дополнительно фильтруется через слой взвешенного осадка. На пути сточной воды перед U-образной камерой устанавливается дополнительный полочный модуль.  В результате проведённой работы, ожидаются следующие изменения:

-вход по взвешенным веществам составляет 221,54 мг/л

-удаление загрязнений по взвешенным веществам в отстойниках составит до 14г/ м³  что составляет Эв.в.=94,1%

-удаление загрязнений по БПК до 142 мг/л.

- сокращение поступающих загрязнений на последующие сооружения биологической очистки на аэротенки в 5 раз, при расчёте до реконструкции Квых=100мг/л, после установки тонкослойных модулей концентрация снизилась до 14 мг/л.

Перечисленные выше условия говорят об эффективности принятых технологических решений и позволяют сохранить капитальные расходы на новое строительство и эксплуатационные затраты на биологическую очистку.

Службе эксплуатации следует тщательно разработать технологический регламент эксплуатации первичных отстойников со встроенными блоками, дополнить планы по текущему и капитальному ремонтам дополнительными элементами, внести изменения в паспорт объекта.

Список литературы:

1. СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Минрегион России, 2012 г.

2. Журавлёв В.Д. «Механическая очистка городских сточных вод» государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования/ В.Д. Журавлёв, И.В. Журавлёва, Воронежский ГАСУ, Воронеж, 2008. – 221 с.
3. Журавлева И.В. Проектирование станции очистки сточных вод [программа для ЭВМ]. Инвентарный № ВНТИЦ 50201450763 от 20.11.2014.
4. Компьютерное моделирование технологических процессов систем водоснабжения и водоотведения: метод. указания к выполнению лабораторных работ для студ., обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство» профиля «Водоснабжения и водоотведения»/ Воронежский ГАСУ; И.В. Журавлева. - Воронеж, 2015. - 34 с.
5. Журавлева И.В. Проектирование сооружений для очистки городских сточных вод: механическая очистка и обработка осадков: учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию, практическим занятиям/ Воронеж. гос. арх. –строит.ун-т; Воронеж, 2009. -115 с.
6. Реконструкция систем водоснабжения и водоотведения: метод. указ. к выполнению курсовых проектов и работ для студентов, обучающихся по направлению 08.03.01 «Строительство» профиля «Водоснабжения и водоотведения»/Воронежский ГАСУ, И. В. Журавлева - Воронеж, 2015.-18 с.
7. Патент RU №2191619 B01D21/02 Яковлева С.В., Журавлёва В.Д., Журавлёвой И.В., Бабкин В.Ф., Акиньшина Н.Г. https://findpatent.ru/patent/219/2191619.html