Пескокамеры в очистке сточных вод: типы, конструкция и руководство по обслуживанию

Представьте себе оператора, открывающего люк варочного котла и обнаруживающего несколько сантиметров песка на дне. Бригада по удалению шлама уже назначена, газосмесительные форсунки частично закопаны, и вопрос, который никто не задает вслух, заключается в том, как долго накапливался этот песок. На большинстве заводов ответ начинается на головном сооружении, где пескоструйная камера либо была недостаточного размера, либо была перегружена гидравликой, либо ее незаметно обходили во время технического обслуживания. Правильно спроектированная система удаления песка — самая дешевая страховка, которую может купить очистная станция, поскольку она защищает каждый насос, диффузор, теплообменник и обезвоживающую машину, расположенную дальше по потоку. В этой статье объясняется, что делают песколовки, как они работают, три основных типа, наиболее важные конструктивные факторы и практические вопросы, которые задают операторы, когда им нужна надежная система.

Что такое пескоструйная камера и почему зерно имеет значение?

Песколовка — это установка предварительной обработки, которая удаляет тяжелые неорганические твердые вещества — песок, гравий, яичную скорлупу, фрагменты костей, кофейную гущу, семена и осколки стекла — позволяя им осесть, в то время как органическая фракция остается во взвешенном состоянии. Зернистость определяется в расчетных терминах размером частиц и плотностью: минеральные частицы примерно от 0,15 до 0,21 мм и выше, с удельным весом, близким к 2,65, значению кварцевого песка.

Песок не разлагается внутри очистных сооружений. Оно просто накапливается. В первичных отстойниках образуются плотные донные отложения, мелкопузырчатые диффузоры истираются до тех пор, пока их мембраны не выходят из строя, линии ила изнашиваются на изгибах, а анаэробные варочные котлы теряют полезный объем, превращаясь в слой песка, который не может разрушить никакой биологический процесс. В тяжелых случаях песок попадает в ленточные прессы, центрифуги и шнековые прессы, превращая рутинную обработку полимеров в необходимость технического обслуживания.

• Абразивный износ рабочих колес и улиток насосов, особенно на пескоперекачивающих и шламонасосных станциях;
• Засорение линий передачи осадка и биогаза;
• Потеря эффективной производительности аэротенков и варочных котлов;
• Мертвые зоны, в которых задерживаются органические вещества, становятся зараженными и вызывают жалобы на неприятный запах.

Поскольку повреждение развивается медленно, проблемы с зерном часто ошибочно принимают за дефекты оборудования. Скребок, который постоянно перегорает, или насос, который постоянно теряет эффективность, возможно, просто справляются с последствиями перегруженной камеры.

Как работают песколовки

Удаление песка — это процесс гравитационной классификации. Проектировщик выбирает целевой размер частиц — обычно 0,21 мм для муниципальных проектов — и поддерживает условия потока, которые позволяют частицам этого размера оседать на пол, в то время как более легкие органические твердые вещества с удельным весом около 1,0 остаются увлеченными. На практике средняя скорость движения в каналах с горизонтальным потоком контролируется на уровне около 0,3 м/с, тогда как в аэрационных и вихревых конструкциях используется спиральная или тангенциальная схема потока для создания аналогичного разделения с другим гидравлическим подходом.

Собранный песок скатывается или соскребается в желоб или бункер на полу камеры, а затем передается на этап разделения и промывки. В вихревой камере бункер расположен в центре резервуара, где вращательное движение замедляется и самый тяжелый материал выпадает.

Типы песколовки

Пескоструйные камеры с горизонтальным потоком

Каналы с горизонтальным потоком, также называемые песколовками с регулируемой скоростью, обеспечивают движение сточных вод вперед со скоростью примерно 0,3 м/с. При такой скорости песок размером от 0,2 до 0,3 мм оседает, а органика проходит через него. Камера длинная и прямоугольная, с пропорциональным водосливом или желобом Паршалла наверху для поддержания постоянной скорости в широком диапазоне расхода. Основное преимущество – простота и низкое энергопотребление; основные затраты связаны с занимаемой площадью и необходимостью точного гидравлического управления.

Аэрированные песколовки

Аэрируемые камеры представляют собой прямоугольные резервуары с рядом диффузоров вдоль одной стороны. Поднимающиеся пузырьки создают спиральное движение, которое удерживает органические вещества во взвешенном состоянии, в то время как более тяжелый песок оседает вдоль противоположной стенки. Это очищающее действие позволяет получить более чистый песок, чем горизонтальный канал, а также удаляет летучие запахи из сточных вод. Компромиссом является постоянная мощность вентилятора и обслуживание диффузоров в дополнение к конвейерам для песка.

Вихревые песколовки

Вихревые или вихревые песколовки подают сточные воды по касательной в цилиндрический резервуар, создавая принудительный вихрь с помощью центрального рабочего колеса или пропеллера. Песок выносится по периметру и оседает в центральном бункере, а органические частицы выносятся через вихрь сверху. Компактная конструкция и регулируемая скорость крыльчатки делают конструкцию чувствительной к управлению. Хорошо настроенная вихревая установка улавливает большинство частиц размером 0,15–0,21 мм, занимая лишь часть площади канальной системы. Для предприятий с ограниченной площадью участка или нестабильным притоком компактный циклонный пескоотстойник, построенный по тому же вихревому принципу, является практической альтернативой бетонному каналу на всю глубину.

Промывка и классификация песка: завершение работы

Песчаная камера, которая только собирает материал, не завершает работу. Песок, извлеченный из бункера, все еще содержит 30–60% воды, а в плохо настроенной камере достаточно органических веществ для брожения и запаха. Влажный, пахучий песок дорого транспортировать, его трудно вывозить на свалку, а качество его варьируется в зависимости от погоды.

Классификаторы песка сочетают в себе неглубокий отстойник и шнековый конвейер, который поднимает осевший песок из воды. При вращении шнека он очищает песок от наклонного желоба, а промывная вода возвращает более легкие органические вещества в технологический поток. В результате получается осушенный дезодорированный песок со значительно уменьшенным объемом утилизации. Спиральный классификатор песка без вала особенно хорошо подходит для этой задачи, поскольку у спирали нет центрального вала, который мог бы засориться, а стойкость лопастей к истиранию продлевает срок службы в сложных условиях содержания песка.

Особенности проектирования и факторы производительности

Большинство эксплуатационных проблем при удалении песка связаны с несколькими решениями: целевой размер песка, гидравлическая нагрузка при пиковом расходе, контроль скорости и возможность изолировать камеру для обслуживания. Камера, рассчитанная на средний поток в сухую погоду, выйдет из строя во влажную погоду, когда дополнительный приток выталкивает песок прямо через канал на биологическую стадию. Поэтому проектировщики подбирают систему песка с учетом расхода в час пик и, где это практически возможно, устанавливают как минимум два параллельных агрегата.

Последовательность работы с головой также имеет значение. Скрининг стоит на первом месте; сито с зубчатыми граблями удаляет ветошь, салфетки и крупный мусор, которые в противном случае могли бы закупорить входное отверстие песколовки и нарушить распределение потока. Затем пескоструйная камера защищает насосы и все последующие агрегаты от истирания. Муниципальным предприятиям особенно необходима такая последовательность действий, чтобы обеспечить бесшумность работы систем аэрации: см. очистка городских сточных вод обзор для полной картины головных уборов. Промышленные объекты сталкиваются с одинаковым абразивным износом, и выбор камеры зависит от природы твердых тел; тот очистка промышленных сточных вод На странице объясняется, как меняется выбор, когда исходные сточные воды являются переменными.

• Размер потока для часов пик во влажную погоду, а не для среднего дневного значения;
• Установите четкий целевой размер удаления и уточните его у поставщика оборудования;
• Планируйте установку пескоочистителя и классификатора как часть комплекта камеры, а не как второстепенную мысль;
• Обеспечьте подогреватели бункера и дренаж, чтобы собранный материал оставался работоспособным в холодном климате.

Часто задаваемые вопросы