Проектирование сооружений для обезвоживания осадков станций очистки природных вод. (к СНиП 2.04.02-84)

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени
комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрологии
(ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР

Справочное пособие к СНиП

Проектирование сооружений для обезвоживания
осадков станций очистки природных вод


Рекомендовано к изданию секцией водоснабжения Научно-технического совета ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР.

Редактор издательства Л.М. Климова

Разработано к СНиП 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения". Дана классификация и характеристика технологических сбросов станций водоподготовки и приведены данные для проектирования сооружений по обезвоживанию осадка в естественных условиях. Даны примеры расчета сгустителей, накопителей, площадок замораживания и подсушивания.
Для инженерно-технических работников проектных, строительных организаций и служб эксплуатации водного хозяйства.


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее пособие разработано к СНиП 2.04.02-84 разделу "Обработка промывных вод и осадка станций водоподготовки" и прил. 9.
Требования Пособия распространяются на обработку технологических сбросов от станций осветления, обезжелезивания и реагентного умягчения воды и обезвоживание осадка в естественных условиях.
1.2. Проекты водоотведения и обработки осадков надлежит разрабатывать, одновременно с проектами водоснабжения объектов.
1.3. При проектировании необходимо рассматривать целесообразность кооперирования систем водоотведения и обработки осадков объектов независимо от их ведомственной принадлежности.
1.4. Необходимо предусматривать повторное использование воды, выделившейся в процессах обработки технологических сбросов и обезвоживания осадка. Допускается повторное использование воды, выделившейся в накопителях.
1.5. Технологические сбросы при обосновании и по согласованию со службой эксплуатации допускается сбрасывать на канализационные очистные сооружения, в золошлакоотвалы ТЭС. При соблюдении требований "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" Минводхоза, Минздрава и Минрыбхоза СССР (М., 1975) технологические сбросы допускается сбрасывать в водотоки и водоемы.
1.6. Осадок технологических сбросов при обосновании допускается обезвоживать на механическом оборудовании, в том числе, совместно с осадком от канализационных очистных сооружений или осадком от технологических процессов на промышленных предприятиях.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СБРОСОВ СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ

2.1. Технологические сбросы от сооружений очистки воды без применения коагулянтов: характерные загрязнения представлены крупно-дисперсными минеральными и органическими веществами с гидравлической крупностью более 5 мм/с и близкой или равной нулю.
2.2. Технологические сбросы от сооружений очистки воды с применением коагулянта: характерные загрязнения представлены среднедисперсными и мелкодисперсными минеральными и органическими веществами в виде гидроксидов металлов, солей, ила, планктона, коллоидной взвеси.
Сбросы характеризуются следующими усредненными показателями: содержание взвешенных веществ 800-8000 мг/л; БПК5 = 30-80 мг/л; ХПК = 50-1500 мг/л. Гидравлическая крупность взвеси более 0,35 мм/с. Осадки сбросов имеют серо-коричневатый цвет, гелеобразную структуру, плохо обезвоживаются, быстро кольматируют фильтрующие материалы. Удельное сопротивление фильтрованию изменяется от (7-20)1010 см/г для осадков, полученных обработкой высокомутных вод до (1200-1400)1010 см/г для осадков, полученных коагулированием маломутных вод высокой цветности.
2.3. Технологические сбросы от промывки фильтров и вода над осадком в отстойниках, сгустителях, площадках обезвоживания, накопителях: характерные загрязнения представлены мелкодисперсной взвесью с преимущественным содержанием продуктов гидролиза коагулянта и среднедисперсной взвесью от частичного выноса фильтрующей загрузки.
В промывной воде фильтров и контактных осветвителей среднее содержание взвешенных веществ составляет 400-2000 мг/л; БПК5 = 3-10 мг/л; ХПК = 10-25 мг/л. В воде над осадком в сгустителях, накопителях, площадках обезвоживания среднее содержание взвешенных веществ 8-50 мг/л; БПК5 = 3-10 мг/л; ХПК = 10-20 мг/л. Среднее количество кишечных палочек в 1 л (коли-индекс) воды над осадком после зимнего промораживания от 10-100 до 1000, а в летний и осенний периоды от 250-2500 до 200 000.

3. ОБРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СБРОСОВ СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ

3.1. Выбор технологической схемы и состава сооружений по обработке технологических сбросов объекта определяется составом сооружений и способом подготовки воды, климатическими и инженерно-геологическими условиями.
3.2. Промывную воду микрофильтров после хлорирования следует коагулировать повышенной дозой коагулянта и отстаивать с подачей осветленной воды в трубопроводы перед смесителями. Полученный осадок надлежит направлять на дренажные площадки обезвоживания с последующим вывозом осадка не более чем через 1 год.
Примечание. При использовании обезвоженного сэстона в качестве удобрения или кормовой добавки допускается обработка промывной воды микрофильтров без применения коагулянта путем введения хлора не менее чем за 15-20 мин до поступления промывной воды на дренажные площадки обезвоживания.
Промывную воду барабанных сеток и фильтров следует направлять в отстойники промывных вод с последующим равномерным перекачиванием осветленной воды в трубопроводы перед смесителями.
Осадок от отстойных сооружений, разбавленный водой, при выпуске надлежит направлять в накопители с отстаиванием или без него.
3.3. На станциях осветления и обезжелезивания воды фильтрованием с применением коагулянта промывную воду фильтров следует направлять в отстойники. Осветленную воду надлежит равномерно перекачивать в трубопроводы перед смесителями.
На станциях осветления воды отстаиванием с последующим фильтрованием и на станциях реагентного умягчения промывную воду фильтров следует равномерно перекачивать в трубопроводы перед смесителями с отстаиванием или без него в зависимости от качества воды.
3.4. Для улавливания песка, выносимого при промывке фильтров и контактных осветлителей, надлежит предусматривать песколовки, рассчитываемые по СНиП 2.04.03-85, пп. 6.26-6.35.
3.5. Осадок от всех отстойных сооружений надлежит направлять на обезвоживание и складирование с предварительным сгущением или без него.
3.6. Осветленную воду над осадком в отстойниках перед их опорожнением в отстойниках промывных вод, в сгустителях, в накопителях и площадках обезвоживания надлежит направлять в резервуары промывных вод или подавать в трубопроводы перед смесителями, а также допускается сбрасывать ее в водоток или в водоем с учетом указаний п. 1.4 настоящего пособия.
При отсутствии предварительного хлорирования исходной воды повторно используемую воду надлежит хлорировать дозой от 2 до 4 мг/л.




4. СООРУЖЕНИЯ ПО ОБРАБОТКЕ ПРОМЫВНЫХ ВОД И ОСАДКА
Резервуары промывных вод

4.1. Резервуары промывных вод надлежит предусматривать на станциях подготовки воды с отстаиванием и последующим фильтрованием для приема периодически поступающей воды от промывки фильтров и ее равномерного перекачивания без отстаивания в трубопроводы перед смесителями. Допускается возможность подачи в эти резервуары других видов технологических сбросов в соответствии с указаниями п. 3.6.
4.2. При разработке конструкции резервуаров промывной воды следует учитывать возможность постепенного накапливания на дне резервуаров осадка, удаляемого при периодической промывке резервуаров в сгустители или на сооружения для обезвоживания осадка.
4.3. Резервуаров промывных вод должно быть не менее двух. Вместимость каждого резервуара следует определять по графику периодического поступления и равномерного откачивания технологических сбросов по п. 3.6, но не менее объема воды от одной промывки фильтра продолжительностью 10 мин.
4.4. Насосы и трубопроводы перекачивания промывной воды должны проверяться на работу фильтров при форсированном режиме.

Отстойники промывных вод

4.5. Отстойники промывных вод надлежит предусматривать при одноступенчатом фильтровании и обезжелезивании для приема периодически поступающих промывных вод, отстаивания и равномерного перекачивания осветленной воды в трубопроводы перед смесителями с учетом указаний п. 4.4. Допускается возможность сброса в отстойники промывных вод воды от промывки барабанных сеток.
Осадок, накопившийся в отстойниках промывных вод, следует направлять в сгустители или на сооружения для обезвоживания осадка.
При технико-экономическом обосновании допускается применять вместо отстойников промывных вод сгустители.
4.6. Длительность рабочего цикла отстойников промывных вод определяется режимом подачи промывных вод, длительностью их отстаивания, длительностью перекачивания осветлившейся воды и уплотненного осадка.
Длительность отстаивания промывных вод надлежит принимать для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания - 2 ч, для станций безреагентного осветления и обезжелезивания воды - 4 ч. При введении полиакриламида дозой 0,03-0,04 % массы твердого вещества в осадке длительность отстаивания следует снижать до 1 ч.
4.7. Вместимость отстойника промывных вод следует принимать на 20 % более объема воды от одной промывки фильтра с учетом дополнительного объема зоны накопления осадка.
4.8. При определении объема зоны накопления осадка в отстойнике промывных вод общую длительность накопления осадка (интервал между выпусками осадка из отстойника промывных вод при многократном периодическом наполнении отстойника) надлежит принимать не менее 8 - 12 ч. Расчетную влажность осадка в отстойнике следует принимать 99 % для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания и 96,5 % для станций безреагентного обезжелезивания.

Сгустители

4.9. Сгустители с медленным механическим перемешиванием надлежит применять для ускорения уплотнения осадка из горизонтальных и вертикальных отстойников, осветлителей, реагентного хозяйства и осадка отстойников промывных вод на станциях водоподготовки с применением коагулянта при среднегодовой мутности исходной воды до 300 мг/л.
4.10. Сгустители следует выполнять радиальными с вертикально-лопастными мешалками на вращающейся раме или прямоугольными с вертикально-лопастными мешалками на продольно перемещающихся рамах.
4.11. Основные конструктивные параметры радиальных сгустителей:
рекомендуемый ряд диаметров, м. 9, 12, 15, 18
уклон дна к центральному приямку, град от 8 до 10
средняя рабочая глубина, м не менее 3
рама со скребками и вертикальными лопастями при диаметре сгустителя, м:
15 и менее двухконцевая
18 и более четырехконцевая
сечение лопастей прямоугольный треугольник с
соотношением катетов 1:1,4
или круглое
отношение общего поперечного
сечения всех лопастей на конце
рамы к площади поперечного
сечения перемешиваемого ими объема осадка от 0,25 до 0,3
крепление лопастей меньшим катетом сечения
лопасти к раме с обращением
гипотенузы к оси вращения
рамы
шаг лопастей переменный от 3в у оси
вращения и на конце рамы, до
5в в середине рамы, где
в - ширина лопасти
ввод осадка на 1 - 1,5 м выше дна в
центре сгустителя
отвод сгущенного осадка из центрального приямка
отвод осветленной воды поплавковыми
водозаборниками
4.12. Основные конструктивные параметры прямоугольных сгустителей:
длина, м 15
ширина, м 6
глубина, м 4,5
число рам с вертикальными лопастями на цепном конвейере от 4 до 5
сечение лопастей в виде треугольника или
уголка
шаг лопастей равный 3 в
число скребков на спаренных рамах от 8 до 10
ввод осадка двумя продольными
перфорированными трубами
над цепным конвейером
отвод сгущенного осадка из приямка
отвод осветленной воды поплавковыми
водозаборниками
4.13. Режим работы сгустителей - периодический. Длительность цикла сгущения определяется длительностью следующих операций, мин:
наполнение сгустителя от
...