5.6.5. Расчет отстойников

Тип отстойника (вертикальный, радиальный, горизонтальный, двухъярусный и др.) необходимо выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод и обработки их осадка, производительности сооружений, очередности строительства, числа эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т.п.

Расчет первичных отстойников производят по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого осветления на максимальный часовой расход сточных вод. При установке отстойников перед биофильтрами или аэротенками на полную биологическую очистку вынос взвешенных веществ из них не должен превышать 150 мг/л. Число отстойников принимать не менее двух, все рабочие. При минимальном числе отстойников расчетный объем увеличивают в 1,2÷1,3 раза.

Радиальные отстойники применяют в качестве первичных, вторичных и илоуплотнителей для станций производительностью свыше 20000 м³/сут. Эффект задержания взвешенных веществ в них достигает 60 %.

Радиус отстойника

(м), (5.86)

где Q – максимальный расход сточных вод, м³/ч; N – число отстойников; K_set – коэффициент использования проточной части отстойника, для радиальных отстойников K_set = 0,45; U_o – гидравлическая крупность частиц.

Рабочий объем отстойника

(м³), (5.87)

где f – площадь подающей трубы.

Теоретическое время отстаивания

(ч) (5.88)

Высота борта отстойника над поверхностью воды принимать равной 0,3 м.

Для удержания всплывающих примесей перед водосбросом предусматривать полупогружную перегородку в виде кольца с диаметром меньшим, чем диаметр водосборного желоба на 0,6 м. Глубина погружения перегородки под уровень воды должна быть не менее 0,3 м.

Горизонтальные отстойники применяют при расхода сточных вод 15000 м³/сут и более. Эффект очистки составляет 50÷60%.

Скорость движения воды в горизонтальном отстойнике v_в согласно СНиП рекомендуется принимать равной v_в = 5 – 10 мм/с.

Длину горизонтального отстойника определять по формуле

(м), (5.89)

где Н – глубина отстойника, принимать Н = (2–4) м; u_о – гидравлическая крупность осаждаемых частиц; К_set=0,5 – коэффициент использования объема горизонтального отстойника.

Площадь поперечного сечения отстойника определять по формуле

(м²), (5.90)

где В – ширина отстойника; Q – расход сточных вод.

(м). (5.91)

Объем горизонтального отстойника равен

(м³), (5.92)

где  — время пребывания воды в отстойнике.

Исходя из объема, определить время отстаивания:

(ч) (5.93)

Основные конструктивные параметры следует принимать для горизонтальных отстойников:

• высоту нейтрального слоя для первичных отстойников – на 0,3 м выше днища (на выходе из отстойника) и глубину слоя осадка − 0,3 – 0,5 м;

• угол наклона стенок илового приямка − 50–55°;

Перемещение выпавшего осадка к приямкам надлежит предусматривать созданием соответствующего наклона стенок (не менее 50°).

Удаление осадка из приямка отстойника надлежит предусматривать самотеком. Диаметр труб для удаления осадка необходимо принимать не менее 200 мм. Для удержания всплывших загрязняющих веществ перед водосборным устройством следует предусматривать полупогруженные перегородки и удаление накопленных на поверхности воды веществ. Глубина погружения перегородки под уровень воды должна быть не менее 0,3 м.

Высоту борта отстойника над поверхностью воды надлежит принимать 0,3 м.

Водоприемные лотки должны быть оборудованы водосливами с тонкой стенкой. Крепление водослива к лотку должно обеспечивать возможность его регулирования по высоте. Водосливная кромка может быть прямой или с треугольными вырезами. Нагрузка на 1 м водослива не должна превышать 10 л/с.

Вертикальные отстойники (также как и горизонтальные) можно применять в качестве первичных и вторичных отстойников. Эффект осветления воды в вертикальных отстойниках составляет 60÷70 %. Вторичные отстойники служат для задержания активного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенка, или для задержания биологической пленки. Вторичные вертикальные отстойники конструктивно не отличаются от первичных, но, преимущественно, имеют меньшую высоту. Вертикальные отстойники применяют на станциях производительностью до 15 тыс. м³/сут. Это круглые в плане резервуары с коническим днищем. Наиболее распространены отстойники с впуском воды через центральную трубу с раструбом. Скорость движения воды в центральной трубе принимают равной до 30 мм/с, а с применением отражательного щита на выходе из трубы до 100 мм/с. Расстояние между щитом и раструбом выбирают таким, чтобы скорость поступления воды в отстойную зону была не более 20 мм/с. Рекомендуется диаметр раструба и его высоту принимать равными 1,35 диаметра центральной трубы, а диаметр отражательного щита – 1,3 диаметра раструба.

Радиус отстойника рассчитывать по формуле

(м), (5.94)

где k – коэффициент использования объема, для вертикальных отстойников с центральной трубой K_set = 0,35; u_о – гидравлическая крупность, для активного ила u_о = 0,5 мм/с.

Время отстаивания принимают равным t=1,5 ч, тогда объем V воды в отстойнике равен

(м³). (5.95)

Высота отстойника находится по формуле

(м), (5.96)

где W_восх — скорость восхождения воды к сливному лотку,

(мм/с). (5.97)

Площадь центральной (подающей) трубы

(м²), (5.98)

где u_в – скорость движения воды в трубе (согласно рекомендациям СНиП 2.04.02−84 _в=30 мм/с – без отражательного щита, _в=100мм/с – с отражательным щитом).

Диаметр центральной трубы определять по формуле

(м). (5.99)

Диаметр и высота раструба

(м). (5.100)

Диаметр отражательного щита

(м). (5.101)

Расстояние между раструбом подающей трубы и отражательным щитом

(м), (5.102)

где v_во – скорость поступления воды из центральной трубы в отстойную зону, v_во = 20 мм/с.