3.3. Отстойники

Отстойники применяют для улавливания из сточных вод мелкодисперсных нерастворимых примесей. Эти устройства подразделяются на контактные (периодического действия) и проточные (непрерывного действия). В практике водоочистки используются, в основном, отстойники непрерывного действия.

По направлению движения сточных вод в сооружении отстойники подразделяются на два основных типа: горизонтальные и вертикальные. Широко распространенные в практике радиальные отстойники являются разновидностью горизонтальных.

В ряде случаев применяются осветлители со взвешенным слоем осадка, в которых сточные воды проходят снизу вверх через слой ранее выпавшего шлама. Под действием восходящего потока происходит расширение слоя, но взвешенные частицы не выносятся из аппарата, в результате чего достигается более высокая степень очистки, чем в обычных отстойниках.

В зависимости от назначения в технологической схеме водоочистки отстойники подразделяются на первичные и вторичные. Первые служат для предварительного осветления сточных вод, поступающих на биологическую или физико-химическую очистку, а вторые – для осветления сточных вод, прошедших биологическую или физико-химическую очистку.

Выбор типа и числа отстойников при проектировании должен производиться на основе их технико-экономического сравнения. В самом общем случае, вертикальные отстойники целесообразно применять при производительности очистных сооружений до 20000 м³/сут, горизонтальные - более 15000 м³/сут., радиальные – более 20000 м³/сут.

В большинстве случаев эффективность отстойников составляет 40÷60 %, осветлителей – до 70 % при продолжительности отстаивания 1÷1.5 ч.

В соответствии с [1] число первичных отстойников в составе очистных сооружений должно быть не менее двух, а вторичных – не менее трех. При минимальном количестве отстойников их объем следует увеличить на 20÷30 % по сравнению с расчетным.

Расчет отстойников, кроме вторичных после биологической очистки, производят по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления. Условную гидравлическую крупность определяют в результате проведения лабораторных анализов воды в цилиндрах-отстойниках при статическом отстаивании воды. По этим анализам строят кривые кинетики осветления воды Э = f(t) для двух высот столба воды в цилиндрах (h₁ ≥ 200 мм, h₂ – h₁ ≥ 200 мм) и вычисляют коэффициент пропорциональности по формуле:

,

(3.14)

где t₁ и t₂ – продолжительность отстаивания воды, при которой достигается требуемый эффект осветления в цилиндрах с высотой столба воды h₁ и h₂ соответственно.

Условная гидравлическая крупность (мм/с), соответствующая заданному эффекту осветления в цилиндре-отстойнике с высотой столба воды, равной высоте проектируемого отстойника Н_р, может быть найдена по соотношению:

,

(3.15)

где t – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту осветления, с;

k – коэффициент использования объема отстойника;

Н_р – глубина проточной части отстойника, м.

В тех случаях, когда расчетная температура сточных вод в производственных условиях отличается от температуры воды, при которой определялась кинетика отстаивания (обычно 20 ºС), гидравлическую крупность пересчитывают по выражению:

,

(3.16)

где μ_л и μ_р – динамическая вязкость воды соответственно в лабораторных и рабочих условиях.

Таблица 3.3

Эффект осветления, %	Продолжительность отстаивания городских сточных вод, с, при концентрации взвешенных веществ, мг/л
	100	200	300	500
20 30 40 50 60 70	600 900 1320 1900 3800 —	360 540 650 900 1200 3600	— 320 450 640 970 2600	— 260 390 450 680 1830

Таблица 3.4

Эффект осветления, %	Продолжительность отстаивания, с, минеральных мелкодисперсных взвесей плотностью 2÷3 г/см3 (п=0.4) при концентрации, мг/л
	500	1000	2000	3000
20 30 40 50 60 70 80 90 100	150 180 200 240 280 360 1920 — —	140 150 180 200 240 280 690 2230 —	100 120 150 180 200 230 570 1470 3600	40 50 60 80 100 130 370 1080 3600

Таблица 3.5

Эффект осветления, %	Продолжительность отстаивания, с, тяжелых структурных взвесей плотностью 5÷6 г/см3 (п=0.6) при концентрации, мг/л
	200	300	400
40 50 60 70 80	75 120 180 390 3000	60 90 120 180 580	45 60 75 130 380

Продолжительность отстаивания воды в цилиндрах с высотой столба h = 500 мм в зависимости от эффекта ее осветления для различных видов сточных вод может определяться по табл. 3.3÷3.5. Показатель степени п для городских стоков может быть определен по графикам на рис. 3.8.

В связи с тем, что принцип действия отстойников и песколовок одинаков, конструкции и расчет их имеют много схожего.