Отстойник для воды: основные виды и устройство

Для механической очистки применяется отстойник для воды.

На практике используют следующие типы:

• песколовки;
• нефтеловушки;
• резервуары-отстойники;
• напорные полые;
• пруды-отстойники;
• полочные отстойники.

Виды песколовок

Песколовка – это отстойники такого типа, где происходит очищение от частиц крупнее 250 мкм.

Первичные отстойники – это песколовки. Если не убрать песок, дальнейшая очистка сточных вод затрудняется тем, что песок будет забивать следующие очистные сооружения. Песколовка функционирует путём влияния на скорость движения твёрдых частиц в потоке воды.

Песколовки используют несколько вариантов очистки:

• горизонтальное течение прямолинейное;
• горизонтальное течение круговое;
• вертикальное течение вверх;
• винтовое течение (поступательно-вращательное)

По способу создания винтового течения бывает тангенциальное и аэрируемое сжатым воздухом.

На входе песколовки всегда находятся решётки для задержки крупных механических примесей.

Отстойник горизонтальный имеет дно с наклоном, тогда придонный поток воды замедляется, и песок, в основном там и находящийся, опускается на дно водоёма, потому что при расширении потока снижается его скорость. Оседающий песок накапливается, и убирается гидроэлеваторами.

Статические отстойники

Для отделения от воды различных загрязнений нефтепродуктами используют статические отстойники. Это длительный процесс, до двух суток. А поступление сточных вод весьма неравномерно.

Поэтому для такой очистки сточных вод строят буферные водоёмы большого объема. Поскольку отделить всплывшие примеси тяжело без откачки, используют схему минимум с двумя буферными водоёмами.

Алгоритм работы такой:

1. заполнение;
2. отстой;
3. выкачка.

Буферные резервуары нивелируют неравномерность объема поступающего на очистные сооружения сточных вод, и позволяют намного снизить концентрацию нефти.

Главные преимущества таких резервуаров – их герметичность. Строят их индустриальным методом, что резко сокращает время строительства.

Динамические отстойники для нефти и песка

Отстаивать сточные воды в вертикальных резервуарах можно в динамическом или статическом режиме.

Отстойники при динамическом режиме могут быть меньшего объёма, и их наполнение и опорожнение производится одновременно. К тому же достаточно только одного резервуара, в отличии от статического варианта.

Однако в этом случае необходимо специальное оборудование, следящее за уровнем воды и нефти. Автоматика должна отслеживать уровни и вовремя перекрывать вход или выход из резервуара в зависимости от уровня сточных вод. Должны быть предусмотрены отдельные средства для удаления плавающей фракции нефти и осевшего песка.

Для лучшего разделения добавляют ПАВ (поверхностно активные вещества). Осадок удаляют через дренаж из перфорированных труб, всплывшие нефтепродукты по специальной трубе, предварительно подогнав сливом уровень вод под эту трубу. Для этого в резервуаре должны быть точные датчики уровня.

Отстойные пруды

Отстаивание в прудах – самый простой метод очистки сточных вод. Под действием притяжения дисперсные компоненты оседают на дно или всплывают на поверхность.

Обычно очистные пруды имеют несколько частей. Но такому способу очистки присущи масса недостатков.

Это:

• необходимость большой площади;
• высокая цена;
• загрязнение воздуха испаряющимися летучими газами;
• влияние ветра на качество очистки;
• большая трудоёмкость при сборе нефти и осадка с больших площадей.

Устройство различных типов динамических отстойников

В зависимости от веществ, от которых динамические отстойники очищают сточную воды, бывают следующие типы:

• песколовки;
• мазутоловки;
• бензоловки;
• нефтеловушки;
• жироловки;
• специальные.

По виду направления протекания воды отстойники бывают горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальный отстойник работает следующим образом.

Выпавший осадок скребками перемещают к приямку и гидроэлеваторами или насосами удаляют. Плавающие фракции удаляют поперечными лотками через специальный наклонный парапет.

Вертикальный отстойник имеет коническое дно, откуда откачивают осадок. Течение воды происходит снизу верх.

Радиальный отстойник имеет круглую форму. Вода движется от центра к краям, или, наоборот – от периферии к центру. Диаметр может достигать 100 м. При впуске воды в центр требуется большая скорость протока, из-за чего не так эффективно происходит очищение. Отстойник радиальный при впуске воды на периферии имеет большую эффективность.

Радиальный вид отстойника

Тонкослойные отстойники

При большой глубине толщи воды в отстойнике необходимо больше времени для того, что всплыла частица. Поэтому в обычных нефтеловушках повысить эффективность сложно.

Увеличение размеров отстойников ухудшает гидродинамические характеристики. В тонком слое процесс всплытия или оседания частиц получается гораздо быстрее при той же скорости воды. Этот вывод привёл к строительству отстойников с тонким слоем воды. Такие устройства делятся на два вида:

• отстойники трубчатые;
• пластинчатые отстойники.

Трубчатые отстойники

Тонкослойный трубчатый отстойник

Трубчатый отстойник имеет главный рабочий элемент — труба 2,5-5 см в диаметре и длиной порядка одного метра. Размеры зависят от типовой характеристики загрязнения и параметров гидродинамики потока. Используют трубчатые отстойники с малым и большим (от 10º до 60º) наклоном рабочих элементов.

Вариант с малым наклоном используют при малом загрязнении твёрдых примесей.

Эффективность очистки сточных вод не менее 80%. Однако, надо периодически чистить трубы от осадка, что требует устройства двух участков отстоя.  Пока один участок чистят от осадка, второй находится в рабочем режиме.

Для крутого угла наклона очистка не нужна, ибо осадок сползает сам по трубам за счёт крутого угла наклона.

Продолжительность работы при очистке увеличивается с увеличением длины труб. Стандартные трубные блоки имею длину 3 м. Трубы изготавливают из ПВХ или полистирольного пластика.

Совет. Как сделать отстойник нужной производительности? Конструкция позволяет набирать блоки для любой необходимой производительности. Устанавливать блоки можно и в горизонтальных, и в вертикальных отстойниках.

Пластинчатые отстойники

Пластинчатые отстойники содержат параллельно установленные пластины, между ними движется жидкость.

По взаимному расположению бываю виды пластинчатых отстойников:

• прямоточные, где очищенная вода и осадок (или всплывшие примеси) движутся параллельно;
• противоточные, со встречным движением воды и осадка;
• перпендикулярные.

Самые популярные – противоточные пластинчатые отстойники.

Важно! Эффективность очистки в пластинчатых отстойниках с уменьшением их высоты возрастает.

Достоинства и недостатки

За счет применения пластмасс трубчатые и пластинчатые отстойники не корродируют даже в агрессивной среде, они гораздо легче металлических, что облегчает обслуживание.

Однако их можно применять, только если предварительно очистить сточные воды от песка, больших сгустков нефти  и т.п. При нулевой плавучести такие сгустки могут плавать на глубине в несколько сантиметров и достигать 15 см в диаметре. Они быстро выводят из слоя отстойники с трубами или пластинами.

Эмшеры

Разрез двухярусного отстойника

Совместив несколько функций, двухъярусные отстойники, или эмшеры, позволяют одновременно отстаивать сточную воду, сбраживать и уплотнять выпавший осадок.

Поскольку их легко повторить, такая конструкции я имеет большую популярность. В основном она применяется для отстойников производительностью до 10 тыс. кубометров в сутки.

Это цилиндрическое сооружение с коническим дном. Вверху расположены осадочные желоба, а в нижней половине находится иловая камера, где работают гнилостные бактерии.

Выпавший осадок из осадочных желобов сползает по наклонным поверхностям через 15 см щель и падает в иловую камеру на дне. Устройство щели частично препятствует заражению очищенной воды продуктам гниения.

Заходит и выходит вода  через водосливные и сборные лотки шириной на весь желоб. В начале желоба установлена полупогружная доска для равномерности распределения воды по сечению желоба. В конце – выходная доска для задержки на поверхности всплывших частиц.

Сброженный ил удаляется из септической камеры через трубу диаметром до 20 см. В трубе гидростатический напор 1,5-1,8 м. Осадок бродит, процесс имеет две фазы – это основное отличие от септиков.