Иловая площадка
Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к устройствам для обезвоживания осадков сточных вод на сооружениях очистки сточных вод, например на иловых площадках. Иловая площадка содержит основание, ограждающие стенки с окнами, в которых установлены шиберные устройства, трубопровод подачи осадка и сборный коллектор иловой воды. В шиберах выполнены вертикальные прорези, имеющие в поперечном сечении трапециидальную форму, при этом меньшее основание трапеции обращено к иловой площадке. Технический эффект - повышение эффективности работы иловой площадки путем обеспечения процесса непрерывного отвода иловой воды с различных уровней, в том числе из нижних слоев осадка, а также упрощение конструкции и повышение надежности сливного устройства.
Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к устройствам для обезвоживания осадков сточных вод на сооружениях очистки сточных вод, например на иловых площадках.
На обезвоживание осадка в естественных условиях на иловых площадках существенно влияет целый ряд факторов:
- фильтрующие свойства дренажа и основания площадок;
- фильтрационные свойства осадка;
- толщина слоя заливаемого осадка;
- своевременная послойная уборка подсушиваемого осадка;
- оснащенность оборудованием, механизмами и приспособлениями как для уборки, погрузки, транспортирования и вывоза осадка, так и для эффективного удаления иловой воды.
Известны различные конструкции иловых площадок, что связано с конкретными условиями их строительства, эксплуатации и уборки обезвоженного осадка. В настоящее время применяются иловые площадки на естественном основании с дренажем и без дренажа, на асфальтобетонном основании, каскадные иловые площадки с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды, иловые площадки с колодцами различной конструкции, площадки уплотнители и т.д.
Известна иловая площадка, оборудованная дренажной системой с вертикальными фильтрующими элементами и трубами для отвода иловой воды см. авт. св-во СССР №1206233, кл. C 02 F 11/00, C 02 F 103/00, опубл. 23.01.1986 г. Дренажная система выполнена в виде разветвленных по поверхности площадки секционных труб с общей трубой, имеющих
посадочные места с сетчатыми днищами, в которых установлены вертикальные фильтрующие элементы, при этом общая труба соединена с трубой для отвода иловой воды, секционные трубы имеют разъемные соединения и заглушки для промывки.
Однако образующийся в процессе обезвоживания осадка корковый слой приводит к частому заиливанию вертикальных фильтрующих элементов, промывка которых крайне затруднена и требует остановки работы иловой площадки.
Известна иловая площадка с асфальтобетонным основанием и дренажными лотками, которые заполняются в верхней части галькой, а нижняя часть лотка перекрыта дырчатой дренажной плитой толщиной 120 мм, поддерживающей загрузку. В конце лотка предусмотрена выводная дренажная труба. Для отвода иловой воды устраивают траншеи или канавы, которые заполняются щебнем или гравием. Выводная дренажная труба расположена в слое гравия, который сверху покрыт слоем песка (см. Иловые площадки. Общие сведения и рекомендации для проектирования. Сборник. М., Союзводоканалпроект, 1970).
Такие иловые площадки малопроизводительны и не обеспечивают нужных параметров по обезвоживанию и сушке осадка.
Известна иловая площадка, содержащая естественное основание с дренажом и выпуски осадка (см. Яковлев С.В., Карелин Я.А. и др. Канализация, М., Стройиздат,1975, с.292-294, рис.4.60).
К недостаткам такой иловой площадки относится невозможность отведения иловой воды с любой глубины, так как термофильно-сброженный осадок расслаивается с образованием более плотных верхних и нижних слоев по глубине и менее плотного - среднего. Кроме того, при заполнении карт осадок расслаивается, нижний слой уплотняется, увеличивается его удельное сопротивление, скорость фильтрации сначала снижается, а затем фильтрация практически прекращается и площадка работает только на испарение. Подобные иловые площадки не могут
дренировать и отводить иловую воду осадка в период весеннего таяния, так как дренаж, перепускные трубы и основание заморожены и находятся в таком состоянии длительное время (особенно часто это явление наблюдается на очистных сооружениях Сибири).
Общими недостатками описанных известных технических решений являются сложность, материалоемкость и периодичность в эксплуатации, обусловленные наличием дренажной системы.
Известны также иловые площадки, оборудованные устройствами для отвода иловой воды, выполненными в виде колодцев. Так иловая площадка по авт. св-ву №789438, кл. C 02 F 11/00, опубл. 23.12.80, представляет собой иловую площадку с естественным основанием, оснащенную гравийными колодцами. Колодцы размещены вдоль иловой карты на стороне, противоположной выпускам осадка, и соединены асбестоцементными трубами. Стенки колодцев снабжены двойной арматурной сеткой и гравием или дробленым щебнем, размещенным между сетками. Недостатком этой иловой площадки является необходимость периодической очистки наружных стенок колодцев от пленки, образующейся из осадка и промывки фильтрующего наполнителя стенок.
Устройство для обезвоживания сфлокулированных осадков иловой площадки защищенное патентом №33113 (кл. C 02 F 11/12, опубл. 10.10.03) выполнено в виде емкости, имеющей дно и боковые стенки с прорезями трапециидальной формы. Емкость снабжена насосом и системой трубопроводов для отвода воды.
Недостатками этого технического решения является необходимость оснащения площадок водоводами для отвода иловой воды, необходимость обеспечения электроснабжения каждого колодца и присутствия специально обученного обслуживающего персонала. Такое устройство не может работать при температурах ниже 0°С, а в условиях Сибири это не только в зимний период времени, но и глубокой осенью и ранней весной из-за постоянных ночных заморозков.
Исходя из выше изложенного можно сделать вывод о том, что надлежащий эффект работы иловых площадок достигается при правильно организованной их эксплуатации, в том числе, при правильно организованном отводе иловой воды. При этом особенно важно и сложно обеспечить отвод иловой воды с нижней части иловой площадки, по всей высоте заполнения шлама.
В практике эксплуатации иловых площадок широко используется сливное устройство шиберного типа, которое может быть расположено в одной из стенок (смотри, например, «Сооружения для обработки осадков городских сточных вод», М., Стройиздат, 1978, с.33, рис.16). Однако, такое сливное устройство удаляет иловую воду только с поверхностного слоя осадка, при этом в нижних слоях осадка остаются прослойки и линзы иловой воды. Все это снижает эффективность работы иловой площадки и качество обезвоживания осадков.
Прототипом предлагаемой полезной модели, по мнению авторов, является иловая площадка, защищенная авторским свидетельством СССР №1305135, по кл. C 02 F 11/12, опубл. 23.04.87. Иловая площадка содержит водонепроницаемое основание с ограждающими стенками, к ней подведен напорный илопровод, отвод отфильтрованной воды осуществляется по коллектору. В стенках площадки выполнены окна и в них размещены ступенчатые шиберные устройства, открывание которых производится с помощью винтового механизма. Площадка снабжена кассетно-фильтрующими вертикальными устройствами, установленными в окнах стенок площадки со стороны, противоположной шиберным устройствам, а дренажная система выполнена в виде расположенных на основании площадки лотков с фильтрующей загрузкой, на которой установлены посадочные места с вертикальными фильтрами.
Сливное устройство в иловой площадке такой конструкции предназначено для отвода фильтрата по всей высоте осадка. Однако, такая дренажная система сложна, надежность ее невысока, а затраты на установку
и эксплуатацию значительны. После наполнения площадки осадком необходима выдержка на уплотнение и расслоение осадка. Работа сливного шиберного устройства невозможна без кассетно-фильтрующего вертикального устройства с гидрозатвором, смонтированных с внешней стороны площадки. Такая конструкция сложна и в изготовлении и в обслуживании. Необходимость заполнения полости открытого окна фильтрующим материалом и последующей его эвакуации также усложняет работу иловой площадки.
Все это, с учетом периодичности работы, снижает эффективность работы иловой площадки, особенно на очистных сооружениях большой мощности.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы иловой площадки путем обеспечения процесса непрерывного отвода иловой воды с различных уровней, в том числе из нижних слоев осадка, а также упрощение конструкции и повышение надежности сливного устройства.
Для достижения указанного технического результата в иловой площадке, содержащей основание, ограждающие стенки с окнами, в которых установлены шиберные устройства, трубопровод подачи осадка и сборный коллектор иловой воды, в шиберах выполнены вертикальные прорези, имеющие в поперечном сечении трапециидальную форму, при этом меньшее основание трапеции обращено к иловой площадке.
Выполнение в шиберах прорезей обеспечивает непрерывный отвод иловой воды осадка самотеком с любой глубины, даже при положении шибера на уровне окна. Такое сливное устройство удаляет иловую воду как с верхнего уровня иловой площадки, так и из под корки, образующейся на поверхности осадка, а также из нижних слоев осадка, где постоянно образуются прослойки и линзы иловой воды. При этом исключается необходимость монтажа дополнительных фильтрующих устройств. Предлагаемая форма выполнения прорезей значительно сокращает
количество случаев их засорения и обеспечивает возможность очистки прорезей от мелкого мусора, попадающего на иловую площадку. Очистку можно проводить и во время работы, ее осуществляют любым известным способом, например, с помощью элементарного приспособления с крючком. Все это значительно упрощает конструкцию сливного устройства, повышает эффективность работы иловой площадки и повышает качество очистки иловой воды.
На рис.1 изображены две иловые площадки, план; на фиг.2 - ступенчатые шиберные устройства, вид изнутри иловой площадки; на фиг.3 - сечение А-А фиг.2.
Каждая из иловых площадок 1 содержит основание 2 с ограждающими стенами 3, в которых выполнены окна 4 и размещены шиберные устройства 5, установленные в направляющих 6. Высота расположения окон определяется из условия максимального удаления отстоявшегося слоя жидкости. В шиберах выполнены вертикальные прорези 7, имеющие в поперечном сечении трапециидальную форму, при этом меньшее основание трапеции обращено внутрь иловой площадки. Открывание шиберных устройств 5 производится с помощью винтовых механизмов 8. Площадки 1 оборудованы напорным трубопроводом 9 для подачи осадка, лотком 10 и сборным коллектором 11 для отвода иловой воды. Количество прорезей в шиберах и их размеры определяются в зависимости от состава и влажности обрабатываемого шлама (осадки сточных вод, избыточный активный ил или их смеси).
Иловая площадка работает следующим образом.
Перед наполнением иловой площадки шиберные устройства закрывают. После этого наполняют площадку осадком. На разных уровнях осадка образуются прослойки иловой воды, которая через прорези 7 сначала нижнего, а затем и последующих шиберов начинает поступать в лоток 10 и далее в сборный коллектор 11. Процесс удаления иловой воды происходит непрерывно. При этом все шиберы могут оставаться закрытыми весь период
работы иловой площадки, обеспечивая отвод воды через прорези по всей высоте осадка независимо от высоты уровня заполнения площадки. В случае необходимости, в том числе и для ускорения удаления поверхностного слоя иловой воды, находящегося на уровне окна 4, с помощью винтовых устройств 8 можно осуществлять подъем каждого из шиберов 7.
Таким образом, использование прелагаемого технического решения позволяет повысить эффективность работы иловой площадки путем обеспечения процесса непрерывного отвода иловой воды с различных уровней, в том числе и из нижних слоев осадка. Конструкция сливного устройства такой иловой площадки проста, надежна, удобна в эксплуатации, обеспечивает, по сравнению с прототипом, снижение капитальных затрат.
Наибольший эффект может быть получен при работе предлагаемой иловой площадки с осадками сточных вод, в которые перед подачей на площадку вводится водорастворимый флокулянт. В этом случае флокуляция осадка происходит уже в напорном илопроводе, обеспечивая интенсивное обезвоживание и очень важно с самого начала обеспечить непрерывный отвод иловой воды с нижнего уровня площадки и далее по всей высоте осадка.
Устройство эффективно при работе с различными видами осадков: сброженный или несброженный осадок бытовых или промышленных сточных вод, избыточный активный ил, их смеси в любом соотношении и при любой влажности.
Опыт эксплуатации иловых площадок для реагентного обезвоживания осадков с предлагаемым шиберным сливным устройством с прорезями позволяет сделать вывод о том, что и в условиях низких температур возможно удаление иловой воды, т.к. поступающий на обезвоживание осадок имеет плюсовую температуру, обеспечивающую постоянное перемещение иловой воды от места налива к шиберам.
В зависимости от условий эксплуатации иловой площадки (высота налива, кратность заполнения и т.д.) возможно получение кека с остаточной
влажностью 70-80% при чистоте иловой воды 0,1-0,3 г/л, что сравнимо с влажностью кека и чистотой фугата, получаемых при механическом обезвоживании осадков на фильтр-прессах или машинах центробежного типа. Получение кека указанной влажности на предлагаемой иловой площадке за короткий период времени (2-6 месяцев) позволяет экономить значительные средства на очистку иловых карт и транспортировку кека.
Иловая площадка, содержащая основание, ограждающие стенки с окнами, в которых установлены шиберные устройства, трубопровод подачи осадка и сборный коллектор иловой воды, отличающаяся тем, что в шиберах выполнены вертикальные прорези, имеющие в поперечном сечении трапецеидальную форму, при этом меньшее основание трапеции обращено к иловой площадке.
