Primary Clarifier in Wastewater Treatment: Design, Removal Rates and Equipment Guide

Немногие виды оборудования перемещают столько же загрязняющих веществ при таких же меньших эксплуатационных расходах, как первичный отстойник. После просеивания и удаления песка этот первый отстойник удаляет из неочищенных сточных вод примерно 90–95 % осаждаемых твердых частиц, 40–60 % взвешенных веществ и 25–50 % БПК5 до включения одного аэрационного вентилятора — эксплуатационные показатели, опубликованные консалтинговой компанией по очистке сточных вод EBS. Гравитация делает всю работу, а все, что происходит дальше по потоку — аэрация, варочные котлы, обезвоживание — просто обрабатывает меньше. Для групп, определяющих, модернизирующих или устраняющих неполадки первичного отстойника, на результат влияют три решения: гидравлическая загрузка, скребковый механизм, который перемещает осевший ил, и насколько дисциплинированно на заводе откачивают этот ил до того, как одеяло станет септическим. В этом руководстве рассказывается, как работает танк, какие цифры он должен выдавать, а также оборудование, лежащее в основе того и другого.

Что делает первичный осветлитель

Первичный отстойник — это отстойник, расположенный выше по течению, который снижает концентрацию общего количества взвешенных веществ (ТСС) и БПК перед биологической очисткой — рабочее определение, используемое в торговых справочниках, таких как Water & Wastes Digest. Неочищенные сточные воды поступают после сортировки и удаления песка, а затем замедляются до почти неподвижного состояния: частицы тяжелее воды опускаются, а масла, жиры и другие плавучие вещества поднимаются. Осевший слой соскребается как первичный ил; плавающий слой снимается в виде пены; осветленная середина перетекает через водосливы к следующему этапу.

В типичном очистка городских сточных вод на заводе, следующий этап — это процесс с активным илом или фиксированной пленкой, и его эксплуатация обходится дорого. Основной резервуар — это дешевый буфер перед ним. Когда первичная очистка неэффективна, дополнительную нагрузку принимают на себя воздуходувки, варочные котлы и обезвоживающее оборудование, поэтому опытные операторы относятся к первичному отстойнику как к резервуару для денег, а не просто к большому бетонному бассейну.

Первичный и вторичный осветлитель: короткая версия

У двух танков общая форма, но не общее назначение. Первичный осветлитель очищает неочищенные сточные воды и улавливает инертные и органические твердые вещества под действием силы тяжести. Вторичный осветлитель осаждает биологические хлопья, выращенные в аэрационном бассейне, затем обычно сгущает их для возврата в процесс. Различные подачи означают разную поверхностную нагрузку, разные обязанности скребков и разные виды отказов, как показывает примерное сравнение ниже.

Как работает первичный осветлитель, этап за этапом

Геометрия различается — круглые резервуары с вращающимися рычагами, прямоугольные резервуары с цепными или ферменными скребками — но технологическая цепочка внутри состоит из тех же пяти этапов:

1. Распространение. Приток поступает через центральный питательный колодец (или впускной канал в прямоугольных бассейнах), который снижает скорость, поэтому резервуар оседает, а не перемешивается.
2. Заселение. Когда поток почти неподвижен, частицы тяжелее воды достигают предельной скорости и опускаются, образуя на полу слой ила, в то время как жир и масла всплывают вверх.
3. Сбор осадка. Скребковые рычаги, всасывающие коллекторы или скребки сметают одеяло в бункер, где насосы отправляют его на сгущение и обезвоживание.
4. Удаление накипи. Перегородка удерживает плавающий материал от водосливов, чтобы скиммер мог перетащить его в желоб для мусора для отдельной обработки.
5. Отвод стоков. Осветленная вода поступает через периферийные водосливы в желоб для сточных вод с достаточно низкой скоростью, чтобы оставить после себя осевшие твердые частицы.

На разрезе ниже показано, как эти детали расположены в круглом резервуаре с периферийным приводом — конфигурации, которую используют большинство муниципальных предприятий.

Показатели производительности, на которых держится танк

Оценивайте первичный осветлитель по трем диапазонам удаления: 90–95 % оседающих твердых частиц, 40–60 % взвешенных веществ и 25–50 % общего БПК5 — диапазон, который публикует EBS для хорошо эксплуатируемых первичных резервуаров. Многие заводы планируют удалять около 60% взвешенных веществ, эта цифра приводится в справочниках по проектированию осветлителей, таких как The Wastewater Blog. Когда измеренная производительность выходит за пределы этих диапазонов, виновником обычно является гидравлическая нагрузка, глубина покрытия или механический износ внутри резервуара, а не биологические процессы на выходе.

Финансовая логика проста: каждая точка БПК5, ускользающая от первичной обработки, становится потребностью в кислороде, которую должны удовлетворять воздуходувки, а каждая точка TSS становится осадком, который должны перерабатывать варочные котлы и обезвоживатели. Основной резервуар незаметно теряет десять пунктов TSS, что повышает затраты на электроэнергию, полимер и утилизацию по всему заводу.

Параметры проектирования, определяющие результат

Несколько цифр определяют большинство результатов осветлителя, и это те же цифры, которые покупатель должен проверить в любом предложении по оборудованию.

Диапазоны составлены на основе примечаний к проектированию осветлителя The Wastewater Blog, Metcalf & Eddy's Wastewater Engineering, стандартов десяти штатов и эксплуатационных показателей EBS.

Оборудование, обеспечивающее работу первичного осветлителя

Заселение бесплатное; поддержание оседания резервуара является механическим. Вращающееся оборудование внутри решает, останется ли слой ила неглубоким и действительно ли пена покинет резервуар.

Круглые резервуары: скребки с центральным и периферийным приводом.

Блок с центральным приводом подвешивает привод на центральную опору и сгребает пол к бункеру посередине — самая простая компоновка для круглых бассейнов малого и среднего размера. Для заводов, которым нужен более густой первичный ил без строительства отдельных резервуаров-сгустителей, грязескреб и сгуститель с центральным приводом совмещают обе функции в одном вращающемся механизме.

Скребок и загуститель с центральным приводом для круглых бассейнов Этот агрегат с центральным приводом сгребает ил с пола в центральный бункер в круглых резервуарах размером менее 18 м, совмещая очистку и сгущение в одном механизме, поэтому он подходит для предприятий малого и среднего размера, которым требуется более густой первичный ил. Посмотреть продукт →

Более крупные муниципальные бассейны обычно имеют периферийный привод: полупролетный или полнопролетный мост проходит по рельсам на стенке резервуара, неся по полу скребки или всасывающие коллекторы. Размещение привода на ободе позволяет избежать непрактичного крутящего момента в центре на широких резервуарах, и операторы могут пройти по мосту, чтобы напрямую проверить глубину покрывала и состояние водослива — схема, используемая в стандартном грязескребе с периферийным приводом.

Грязескреб с периферийным приводом для больших круглых резервуаров Благодаря приводу, установленному на настенно-рельсовом мосту, этот скребок подходит для бассейнов длиной более 20 м, где центральный крутящий момент непрактичен, позволяя операторам проходить по мосту, чтобы напрямую проверить глубину слоя ила и состояние плотины. Посмотреть продукт →

Прямоугольные раковины: ферменные скребки

Если планировка установки прямоугольная, ферменная скребковая машина подметает пол по всей ширине с помощью лопастей, прикрепленных к передвижным фермам, выталкивая ил в бункеры на одном конце, в то время как скиммер обрабатывает поверхность. Обязанность та же — неглубокое покрывало, чистые водосливы — только по прямой.

Ферменная скребковая машина для прямоугольных отстойников Для прямоугольных бассейнов этот передвижной скребок с фермой подметает всю ширину пола, выталкивая осадок к сборным бункерам на одном конце и дополнительно удаляя с поверхности накипь, с автоматической работой под управлением ПЛК. Посмотреть продукт →

Что бы ни собирало осадок, его обрабатывает следующий центр затрат. Первичный ил обычно перекачивается для сгущения, а затем механически обезвоживается; этот простой обзор машина для обезвоживания шнекового пресса объясняет оборудование, которое обычно следует за ним. Механические сита и сепаратор песка на входе остаются лучшей защитой отстойника, поскольку ветошь и абразивный песок изнашивают приводы скребков.

Распространенные проблемы с первичным осветлителем и первые меры реагирования

Большинство первичных жалоб на осветлители связаны с четырьмя повторяющимися проблемами, и на каждую из них необходимо сразу ответить, прежде чем кто-либо закажет новое оборудование.

Одеяло слишком глубокое, ил становится септическим.

• Симптомы: гнилостный запах, пузырьки газа и комки ила, поднимающиеся на поверхность.
• Исправления: ужесточить график откачки осадка, проверить крутящий момент скребков и износ лезвий, а также проверить насосы на соответствие расчетному расходу.

Накопление накипи и жира

• Симптомы: толстые накипи, загрязненные водосливы и плавающие твердые частицы в первичных сточных водах.
• Исправления: запускайте скиммер по графику, держите перегородку для накипи погруженной и чистой, а также отслеживайте промышленные выбросы вверх по течению на наличие жиров и масел.

Короткое замыкание

• Симптомы: неравномерная глубина покрова, чистые быстродвижущиеся каналы возле входного отверстия и нестабильное качество сточных вод.
• Исправления: осмотрите впускную перегородку и подачу, выровняйте перегородки и проведите тест на краску, чтобы подтвердить фактический путь потока.

Загрязнение водослива и перенос твердых частиц

• Симптомы: видимые хлопья, проходящие через желоба для сточных вод, и подъем взвешенных частиц в первичных сточных водах.
• Исправления: очистите водосливы и желоба, затем сравните фактическую скорость переполнения поверхности с расчетным значением, прежде чем обвинять механизм.

Часто задаваемые вопросы по первичному осветлителю