Схема площадки очистных сооружений. Использование иловых площадок на ОС: назначение

Наиболее простыми и широко распространенными сооружениями для обезвоживания осадков, образующихся на очистных станциях сравнительно небольшой производительности, являются иловые площадки на естественном основании (с дренажом и без дренажа) и площадки-уплотнители.

2.9.1 Иловые площадки на естественном основании

Эти площадки представляют собой спланированные участки земли, разбитые на отдельные карты и огражденные со всех сторон земляными валиками. Они могут устраиваться при хорошо фильтрующих грунтах и глубине залегания грунтовых вод не менее 1,5 м от поверхности карт. Схема устройства иловых площадок на естественном основании без дренажа представлена на рисунке 9. При глубине залегания грунтовых вод менее 1,5 м от поверхности карт следует устраивать дренаж.

Рис. 9. Схема иловых площадок на естественном основании

Расчет иловых площадок на естественном основании рекомендуется производить в следующей последовательности.

Первоначально устанавливают суточный объем сброженного осадка, поступающего на иловые площадки W сбр, м 3 /сут. При двухъярусных отстойникахW сбр подсчитывается по формулам (43) или (44), а при осветлителях-перегнивателяхW сбр =W сут – по формулам (56) или (57).

Полезную площадь иловых площадок F п, м 2 , определяют по формуле

, (106)

где h – нагрузка осадка на иловые площадки; м 3 /м 2 в год; величина h в районах со среднегодовой температурой воздуха 3 – 6 0 С и среднегодовым количеством осадков до 500 мм приведена в таблице 12;

К – климатический коэффициент; величинаК изменяется в зависимости от климатической зоны (от 0,6 на севере до 1,2 на юге РФ); К принимается по карте изолиний, приведенной в .

Площадь одной карты иловых площадок f к, м 2 , рекомендуется принимать равной площади единовременно заливаемой илом f е, м 2 , и определять по формуле

, (107)

где W сбр. ед – объем ила, единовременно подаваемого на иловые площадки, м 3 . Из двухъярусных отстойников осадок подается на площадки обычно 1 раз в 10 суток, то естьW сбр. ед = 10W сбр – формула (45); при осветлителях перегнивателях выгрузка осадка обычно производится ежесуточно, то естьW сбр. ед =W сут – формулы (56) или (57);

h ед – высота слоя осадка подаваемого на площадки за один раз, м; h ед = 0,25 – 0,3 м.

Потребное число карт иловых площадок n определяют по формуле

. (108)

Число карт следует принимать не менее четырех, то есть n ≥ 4 . В тех случаях, когда получается большое количество карт малых размеров, по экономическим и техническим соображениям целесообразно принимать меньшее число карт большего размера (но не менее четырех), а площадь, единовременно заливаемую илом, ограждать на них переносными щитами.

, (109)

где Т – продолжительность периода намораживания осадка на площадках в сутках;Т следует принимать равным числу дней со среднесуточной температурой воздуха ниже минус 10 0 С либо по карте изолиний, приведенной , либо по ;

0,75 – коэффициент, учитывающий зимнюю фильтрацию и вымораживание влаги;

h н – высота слоя намораживания осадка на площадках, м;h н =h в – 0,1; здесьh в – высота земляного валика, ограждающего карты иловых площадок; h в = 1 – 1,3 м .

Площадь площадок, занятая под зимнее намораживание осадка, не должна превышать 80% от полезной, то есть F з. н ≤ 0,8F п; остальные 20% площади предназначаются для использования во время весеннего таяния намороженного на площадках осадка .

Размеры карт площадок, то есть ширину b и длинуl , назначают, исходя из принятой площади картыf к. Длинаl , м, определяется по формуле

. (110)

Из условий удобства эксплуатации площадок ширину карт на малых очистных станциях при одностороннем напуске осадка назначают обычно не более b = 10 – 20 м, а на средних и больших станциях при двухстороннем напуске осадка –b = 40 – 50 м.

Наиболее простым и распространенным способом обезвоживания осадков является сушка их на иловых площадках с естественным основа­нием (с дренажем или без дренажа), с поверхностным отводом воды и па площадках-уплотнителях.

Первые представляют собой спланированные участки земли (карты), окруженные со всех сторон земляными валиками (рис. 4.60). Сырой оса­док из отстойников или сброженный из метантенков, двухъярусных от­стойников либо других сооружений, имеющий влажность от 90% (из двухъярусных отстойников) до 99,5% (несброжеиный активный ил), пе­риодически наливается небольшим слоем на участки и подсушивается до влажности 75-80%.

Влага из осадка частично просачивается в грунт, но большая часть ее удаляется за счет испарения. Объем осадка при этом уменьшается. Подсушенный осадок получает структуру влажной земли. Его можно брать на лопату и нагружать в вагонетки и самосвалы для транспорти­рования к месту использования.

Иловые площадки на естественном основании без дренажа применя­ют в тех случаях, когда почва обладает хорошей фильтрующей способ­ностью (песок, супесь, легкий суглинок), уровень грунтовых вод нахо­дится на глубине не менее 1,5 м от поверхности карты, и просачиваю - / - кювет оградитетьной канавы, 2 - дорога, 3 - сливной латок; 4- Ібруски, Поддерживающее Илоразводящий лоток; 5 - илоразводящий лоток, 6 -дренажный колодец; 7 - сборная дренажная труба, S - дренажчый слой, 9 - дренажные трубы, 10 - съезд на каргу, -дреиажная канава, 12 - шиберы, 13 - деревянный щит под сливным лотком; К-1. К-2 ; К-3, К-4 и К-5 -- колодцы

Щиеся дренажные воды можно выпускать в грунт по санитарным усло­виям. При меньшей глубине залегания грунтовых вод предусматрива­ют понижение их уровня.

Если грунт плотный, слабопроницаемый, площадки оборудуют труб­чатым дренажем, уложенным в канавы, заполненные щебнем и гравием. Расстояние между дренажными канавами рекомендуется принимать рав­ным 6-8 м, начальную глубину канавы - 0,6 м с уклоном 0,003.

На малых очистных станциях в целях удобства эксплуатации ши­рину отдельных карт принимают не более 10 м. На средних и больших станциях ширина карт может быть увеличена до 35-40 м. Размеры карт следует назначать с учетом размещения осадка, выпускаемого за один раз при толщине слоя летом 0,25-0,3 м и зимой 0,5 м.

Карты отделяют друг от друга оградительными валиками, высоту которых принимают на 0,3 м выше рабочего уровня.

Осадок распределяется по картам с помощью труб или деревянных лотков, укладываемых по большей части в теле разделительного валика с уклоном 0,01-0,03 и снабжаемых выпусками.

Иловые площадки необходимо своевременно освобождать от подсу­шенного осадка. На малых очистных станциях осадок вручную погру­жают в машины и отвозят для использования его в качестве удобрения в ближайшие колхозы и совхозы.

Иногда на разделительных валиках укладывают узкоколейные пути для вагонеток, на которых транспортируют осадок за пределы площади и там выгружают в машины.

В зимнее время замерзший осадок раскалывают специальными ма­шинами на отдельные глыбы, которые вывозят затем на колхозные поля.

На средних и крупных станциях для сгребания осадка применяют скреперы и бульдозеры. Собранный в отвалы осанок нагружают в авто­машины с помощью торфо- или навозопогрузчика, смонтированного на базе трактора ДТ-54, или многоковшового погрузчика. Последний явля­ется наиболее экономичным из применяемых механизмов - его произ­водительность до 40 м3/ч.

В районах со среднегодовой температурой воздуха 3-6° С и средне­годовым количеством атмосферных осадков до 500 мм для очистных соо­ружений пропускной способностью более 10 000 м3/сутки рекомендуется устраивать иловые площадки с отстаиванием и поверхностным отводом иловой воды. На рис. 4.61 показаны иловые площадки такого типа, пост­роенные на Курьяновской станции аэрации. Иловые площадки с поверх­ностным отводом иловой воды проектируются в виде нескольких (4 -7) самостоятельно работающих каскадов. Каждый каскад состоит из че­тырех-восьми ступенчато расположенных карт. Напуск осадка из под­водящих трубопроводов предусмотрен на верхние карты. По мере накоп­ления верхний слой иловой воды (или осадка) отводится на нижележа­щую карту через железобетонные перепуски-колодцы. Отстоявшаяся иловая вода с нижней карты каскада перекачивается в первичные от­стойники очистной станции, так как содержание взвешенных веществ в ней может достигать 1,5-2 г/л. Объем отстоявшейся иловой воды со­ставляет 30-50% объема обезвоживаемого осадка, влажность которого при этом снижается с 97 до 94-95%. Дальнейшее обезвоживание осад­ка протекает за счет испарения влаги с поверхности осадка.

Полезную площадь одной карты принимают равной 0,25-1 га при отношении ширины к длине 1: 2-1: 2,5.

Иловые площадки-уплотнители разработаны институтом Союзводока - налпроект совместно с кафедрой канализации ЛИСИ. Площадки со­стоят из прямоугольных резервуаров с водонепроницаемыми днищами и стенами. Стены сооружаются из сборных железобетонных унифициро­ванных панелей высотой 2,4 м, днище монолитное. Рабочая глубина пло­щадки 2 м.

Если недостаточно места для устройства открытых иловых площадок, то иногда устраивают крытые иловые площадки по типу оранжерей, пе­рекрывая их остекленными рамами. Такие площадки построены в Кис­ловодске. По опытным данным, годовая нагрузка на них составляет 9- 10 м3/м2 при подсушке осадков из метантенков.

Площадь иловых площадок зависит от объема осадка, характера грунта, на котором устраивают площадку, климатических условий, а также от структуры осадка.

Нагрузку осадка на иловые площадки в районах со среднегодовой температурой воздуха 3-6° С включительно и среднегодовым количест­вом атмосферных осадков до 500 мм следует принимать по табл. 4.36: для районов с другой среднегодовой температурой воздуха следует вво­дить соответствующие климатические коэффициенты.

Таблица 4.36 Нагрузка на иловые площадки с естественным основанием

При проектировании иловых площадок с поверхностным отводом иловой воды нагрузку принимают равной 1 м3/м2 в год.

Иловые площадки-уплотнители рассчитывают по нагрузке q , которая зависит от рабочей глубины площадки и числа выгрузок в году, прини­маемого в зависимости от свойств осадка и климатических условий от 1 до 5.

Суточный объем сброженного осадка Wc§, выпускаемого из двухъ­ярусных отстойников, определяется с учетом уменьшения его объема за счет уплотнения и сбраживания по формуле

^сб = ~ . (4.117)

Где Кос- расход сырого осадка, определяемый по формуле (4.101);

А- коэффициент уменьшения объема ила за счет его распада

При сбраживании, равный 2; Ъ - то же, за счет его уплотнения с 95- до 90%-ной влажности, равный 2.

Отсюда полезная площадь иловых площадок S , м2, для ила из двухъ­ярусных отстойников при годовой нагрузке осадка К, м3 на 1 м2 поверх­ности будет:

S = ---------- . (4.118*

Суточный объем ила из метантенков УМет без отделения иловой воды не изменяется против первоначального объема осадка из отстойников и составляет:

Поэтому при-определении площади иловых площадок для осадка из метантенков не учитывается уменьшение объема на уплотнение и сбра­живание и площадь получается примерно в 2-3 раза большей, чем для осадка из двухъярусныхютстойников.

Необходимо проверить достаточность полученной при расчете пло­щади, учитывая намораживание осадка в зимнее время. Продолжитель­ность периода, в течение которого происходит намораживание, определя­ется числом дней со среднесуточной температурой ниже -10° С. Часть влаги (25%) в зимнее время профильтровывается и испаряется. Под на­мораживание отводят 80% поверхности карт иловых площадок, а 20% оставляют для использования в период весеннего таяния.

Высота слоя намораживания /гН Ам зависит от климатических условий (для средней полосы СССР она равна 0,5-1 м):

Wtk 2

Йнам=-Г7-, (4.120)

Где W- суточный объем осадка, м3;

5 -■ полезная площадь иловых площадок, м2;

T- период намораживания, сутки; - часть площади, отводимой под зимнее намораживание, обыч­но равная 0,75;

K2-коэффициент, учитывающий уменьшение объема осадка вслед­ствие зимней фильтрации и испарения, обычно равный 0,75.

Проведенными расчетами определяют рабочую (полезную) площадь иловых площадок. Дополнительная площадь, занимаемая валиками, до­рогами, канавками и т. п., учитывается коэффициентом, значения которо­го колеблются от 1,2 (для больших станций) до 1,4 (для малых станций).

К атегория: Очистка сточных вод

Иловые площадки

Сброженный осадок, выгружаемый из метантенков, двухъярусных отстойников или других сооружений, имеет высокую влажность; например, из двухъярусных отстойников осадок выходит с влажностью около 90%, из метантенков - 96-97%. Для дальнейшего использования осадок должен быть подвергнут сушке. Существуют различные приемы сушки осадка; самый распространенный - сушка на иловых площадках, где осадок должен быть подсушен в среднем до влажности 75%, вследствие чего его объем уменьшается в 3-8 раз.

Используют иловые площадки на естественном основании, естественном основании с дренажем, на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем, с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды, площадки-уплотнители.

Иловые площадки состоят из спланированных участков земли (карт), окруженных со всех сторон земляными валками (рис. 1). Осадок наливается на карты иловых площадок периодически слоями 0,2-0,25 м. По мере подсыхания осадок теряет часть влаги в основном за счет испарения, а часть влаги фильтруется через грунт. Осадок, подсушенный до влажности 75%, легко погружается на транспортные средства и отвозится к месту использования.

Иловые площадки обычно устраивают на естественном основании с дренажем или без дренажа, если уровень грунтовых вод залегает на глубине не менее 1,5 м от поверхности карт и в тех случаях, когда по санитарным условиям допускается проникание иловой воды в грунт. При меньшей глубине залегания грунтовых вод следует понижать их уровень. Если опасность загрязнения

Рис. 1. Иловые площадки 1- кювет оградительной канавы; г -дорога; 3 -сливной лоток; 4 - бруски, поддерживающие илоразводящий лоток; 6 -дренажный колодец; 7 - сборная дренажная труба; 8 - дренажный слой; 9 - дренажные трубы; 10 - съезд на карту; - дренажная канава; 12 - шиберы; 13 - щит под сливным лотком

грунтовой воды не исключается, площадку устраивают на искусственном основании, препятствующем попаданию профильтровавшейся загрязненной воды в грунтовый поток. При наличии плотных и водонепроницаемых грунтов, а также при недостатке территории иловые площадки рекомендуется устраивать на естественном основании с трубчатым дренажем, заключенным в специальные дренажные канавы, заполненные щебнем или гравием крупностью 2-6 см. Расстояние между дренажными канавами следует принимать 6-8 м, начальную глубину канавы-0,6 м с уклоном 0,003.

Размеры карт принимают в зависимости от местных условий, обеспечивая удобства для эксплуатации. Ширину отдельных карт назначают 10-40, длину-100- 150, рабочую глубину слоя осадка-0,7-1 м, а высоту оградительных валов на 0,3 м выше рабочего уровня. Размеры одной карты назначают с таким расчетом, чтобы при выпуске осадка за один раз вся карта была заполнена слоем осадка не более 0,25 м в летнее время и 0,5 м в зимнее. Высоту валов принимают с учетом намораживания осадка в зимнее время. Осадок подводят к площадкам по трубам или лоткам, укладываемым с уклоном 0,01-0,03. Расстояние между выпусками в зависимости от размеров карт принимают 10-50 м.

Нагрузка на иловые площадки зависит от вида подаваемого на них осадка (осадок из метантенков, двухъярусных отстойников, аэробно стабилизированный и пр.) и от их принятой конструкции. Действительная площадь должна быть несколько больше, чем полезная, так как необходимо иметь запас 20-40 % на разделительные валы и дороги.

Высушенный осадок погружают в машины и отвозят для использования в качестве удобрения в близлежащие колхозы и совхозы.

Союзводоканалпроектом и ЛИСИ разработаны конструкции иловых площадок-уплотнителей глубиной 2 м. Площадки не имеют дренажа. Конструкция шиберов позволяет спускать иловую жидкость на разных уровнях, что обеспечивает лучшее обозвоживание осадка. Годовая нагрузка на площадки может быть увеличена. Такие площадки целесообразно устраивать в южных районах страны.

На очистных станциях пропускной способностью более 10 000 м3/сут можно применять иловые площадки, на которых происходят уплотнение осадка и поверхностное удаление выделившейся иловой воды. Площадки выполняют в виде каскада, имеющего четыре - семь ступеней. В каждом каскаде устраивают четыре - восемь карт. Полезная площадь одной карты 0,25-1 га.

Ширина карты 30-80 м, а длина 80-160 м. Высота оградительных валов 2,5 м. Выделившаяся иловая вода собирается и перекачивается на очистные сооружения. Количество иловой воды составляет 30-50% объема обезвоживаемого осадка.

Часть 2

Выпускаемый из сооружений по обработке ила осадок имеет высокую влажность. Для возможности дальнейшего использования осадка он долзкен быть подвергнут сушке. Как указывалось, существуют различные приемы сушки осадка; самым распространенным из них является сушка его на иловых площадках.

Иловые площадки состоят из ряда спланированных участков земли (карт) и окружены со всех сторон земляными валиками.

Осадок, выгружаемый из метантенков, двухъярусных отстойников или других сооружений, имеет обычно различную влажность; например, из двухъярусных отстойников осадок выходит е влажностью, равной в среднем 90%, из метантенков - с влажностью 96 - 97% и пр. На иловых площадках он должен быть подсушен в среднем до влажности 75%, вследствие чего объем

Рис. 1. Иловые площадки

Осадок наливается на карты иловых площадок периодически, отдельными слоями (0,2 - 0,25 м). По мере подсушки он частично теряет влагу за счет испарения, значительная жя часть влаги профильтровывается через грунт. Ил, подсушенный до влажности 75%, не течет, его легко можно брать на лопату и нагружать на- транспортные средства для отвозки к месту использования.

Иловые площадки устраивают на естественном или искусственном основании.

Если почва хорошо фильтрует воду (песок и супесь) и урЯ зень грунтовых вод находится на такой глубине, при которой не создается угрозы их загрязнения, иловые площадки устраивают на естественных грунтах. Иногда при неглубоком залега-

грунтовых вод для отвода профильтровавшейся воды при-дится устраивать специальный дренаж. Если даже и при Ч-ороШИХ грунтах опасность загрязнения грунтовой воды не исключается, площадку приходится устраивать на искусственном основании, препятствующем попаданию профильтровавшейся загрязненной воды в грунтовый поток.

Если грунт, на котором устраиваются иловые площадки, плотный и водонепроницаемый (суглинок, глина), то площадки делаются на искусственном насыпном грунте, состоящем из одного или двух слоев песка и гравия толщиной 0,2 м. К устройству иловых площадок с искусственным основанием ввиду их высокой стоимости следует прибегать только в крайних случаях. Размеры карт в зависимости от местных условий принимают различные: от 20 - 30 м2 для мелких станций до 0,2 - 0,3 га - для крупных. На малых очистных станциях в целях удобства эксплуатации ширину отдельных карт назначают не более 10 м при одностороннем напуске, для больших станций эта величина может быть увеличена до 35 - 40 м.

Ил подводится к площадкам и месту выгрузки по трубам или лоткам, укладываемым с уклоном 0,01-0,03. Расстояние между выпусками в зависимости от размеров карт принимают от 10 до 40 - 50 м. Дренаж для отвода- профильтровавшейся воды устраивают обычно из керамиковых неглазурованных труб, укладываемых на расстоянии 4 - 10 ж друг от друга, с уклоном дрен 0,0025 - 0,003. Глубина заложения дренажа в начальных точках должна быть не менее 1,0—1,2 м.

Если сушке подвергается сырой, несброженный, осадок, то профильтровавшиеся из дренажа воды следует перед спуском в водоем подвергнуть обеззараживанию; в том же случае, если фильтруется сброженный осадок, то обеззараживать его необязательно.

Норма годовой нагрузки или годового напуска зависит от состава осадка, фильтрационных свойств грунта, местоположения площадки и назначается обычно в соответствии с техническими условиями. Так, например, в средней полосе Советского Союза для иловых площадок, устраиваемых на песках, норма нагрузки осадков из метантенков принимается равной 2 м.

Размеры одной карты определяют с таким расчетом, чтобы при выпуске осадка за 1 раз вся карта была заполнена и что-v бы высота слоя осадка не превышала 0,25 м. Высоту валика принимают не более 1 м и определяют с учетом намораживания ила в зимнее время.

Большое значение при эксплуатации иловых площадок имеет своевременная очистка их от высохшего ила. Уборка ила на малых станциях до настоящего времени механизирована недостаточно. На некоторых станциях воздушносухой ил (высушенный) нагружают в машины и отвозят для его использования в качестве удобрения в лежащие вблизи колхозы. Иногда на разделительных валиках укладывают узкоколейный путь, по которому двигаются вагонетки. Ил, погруженный в вагонетки, отвозят по этому пути за пределы площадки и там перегружают в автомашины. Удобной машиной для съема и нагрузки высохшего ила в автомашины следует считать погрузчик ВНИОМС, смонтированный на базе гусеничного трактора. Погрузчик имеет, кроме ковша для погрузки сыпучих тел на автомашину, также ковш бульдозера, который может быть использован для сгребания осадка в отвалы.

На больших станциях целесообразно ил вывозить также и в зимнее время. Для этого замерзший ил раскалывают при помощи специальной машины на отдельные глыбы, которые вывозят затем на колхозные поля.

В ходе работы сооружений для очистки сточных вод образуется осадок, который необходимо обезвоживать. Для этого используются иловые площадки. Они достаточно просты в эксплуатации, но крайне зависимы от климатических факторов.

Зависимость иловых площадок от климатических условий необходимо учитывать при проектировании, чтоб в итоге получить обезвоженный осадок необходимой влажности.

Площадки подразделяются на две категории – естественное обезвоживание и интенсивное обезвоживание. В первом случае применяется испарение и декантация – процессы, аналогичные тем, которые происходят в естественной природной среде. К этому типу относят площадки-уплотнители и сооружения с поверхностным водоотводом.

На площадках интенсивного обезвоживания происходят процессы, отличные от естественных. В этом случае факторы природного цикла видоизменяются. Сооружения такого типа могут оснащаться искусственным дренажом или водонепроницаемым покрытием, а также подогревом. Выбор иловых площадок для очистных сооружений , как правило, зависит от нескольких условий – это и климат, и свободная площадь, и доступ к дополнительным источникам питания.

Иловые площадки естественного обезвоживания уплотняют и отводят иловую воду, которая впоследствии высушивается.

Иловые площадки выполняют важную функцию – обработка осадка очистных сооружений.

Как увеличить производительность иловых площадок на очистных сооружениях?

Существует несколько методов оптимизации продуктивности работы иловых площадок:

• Уплотнение осадка перед подачей на площадки
• Механическое ворошение и удаление высушенного осадка с площадок
• Кондиционирование осадка до его попадания на площадку
• Продувание осадка воздухом во время обработки
• Применение вакуумных систем для ускорения фильтрационных мероприятий
• Подогрев осадка на иловых площадках