Эффективное удаление песка из воды. Песколовки.
ФАКТ 1. УДАЛЕНИЕ ПЕСКА ИЗ ВОДЫ ЗАЩИЩАЕТ ОБОРУДОВАНИЕ ОТ АБРАЗИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Цель удаления песка состоит в извлечении из исходной воды гравия, песка, а также волокон и более или менее мелких минеральных частиц с тем, чтобы предотвратить формирование отложений в каналах и трубопроводах и защитить насосы и другое оборудование от абразивного воздействия.
Рис. 1 Песколовки. Источник Яндекс фото
Для определения степени задержания подобных загрязнений песколовкой конкретной геометрии можно исходить из данных, приведенных в Табл. 1 (рассчитаны для свободной седиментации частиц песка, имеющего плотность 2,65 кг/дм³).
Таблица 1 Скорость оседания частиц на различных горизонтальных потоках жидкости
На практике при проектировании песколовок возникают 2 основные проблемы:
• Песок приносится водой главным образом в периоды пиковых расходов (в результате самоочистки сточных коллекторов), когда скорость горизонтального потока воды наиболее высока и, следовательно, увеличивается количество песка, переходящего в суспензию
• При обработке сточных вод цель операции заключается в извлечении из воды максимального количества минеральных загрязнений с минимальным содержанием органических веществ (ОВ), создающих целый ряд неудобств при хранении и вывозе задержанных отходов
Для отделения органических веществ от минеральных следует обеспечить должный уровень турбулентности, откуда следует необходимость организации поперечного перемешивания, для чего обычно применяется сжатый воздух.
ФАКТ 2. ГИДРОЦИКЛОНЫ И ПЕСКОЛОВКИ ИМЕЮТ ШИРОКУЮ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Песколовки и гидроциклоны служат для:
• удаление песка из поверхностных сточных вод
• удаления песка из городских сточных вод
• удаления песка из промышленных сточных вод
• для предварительной обработки осадка
Кратко рассмотрим особенности использования песколовок в каждой области.
Для удаление песка из поверхностных сточных вод водозабор должен быть спроектирован таким образом, чтобы максимально уменьшить количество песка, увлекаемого забираемой водой. Если же местные условия этого не позволяют, следуют установить песколовку, что выгоднее, чем извлекать песок на других сооружениях. Если сооружения обработки включают стадию процеживания, удаление песка необходимо проводить до процеживания, чтобы предотвратить повреждение сита.
Для удаления песка из городских сточных вод на практике применяется следующее оборудование:
• Песколовка с простым каналом, в которой скорость течения меняется с расходом. Песок извлекают вручную из продольного лотка, имеющего накопительную емкость на 4-5 суток
• Песколовка с усовершенствованным каналом (выходной водослив, работающий по линейной зависимости: высота воды на водосливе пропорциональна расходу) позволяет поддерживать постоянную скорость истечение около 0,3 м/с. Время пребывания составляет от 1,5 до 2 мин.
• Радиальная песколовка с механическим извлечением песка и гидравлическим удалением плавающих и вспененных материалов. Время пребывания около 2-3 мин.
• Прямоугольная аэрируемая песколовка с механическим извлечением песка и гидравлическим удалением плавающих и вспененных материалов. Время пребывания около 2-3 мин.
• Прямоугольная аэрируемая песколовка с механическим извлечением песка и гидравлическим удалением плавающих и вспененных материалов. Время пребывания 2-5 мин.
Сооружения двух последних типов подходят для работы в комбинированном режиме песколовки-жироловки.
Рис. 3 Аэрируемая прямоугольная песколовка
При очистке промышленных сточных вод необходимость удаления песка возникает значительно реже; исключением является очистные сооружения, принимающие значительные объемы ливневых вод. В некоторых случаях можно использовать аэрируемые песколовки, применяемые для обработки ГСВ.
Предварительная обработка осадка главным образом предусматривается для защиты оборудования, чувствительного к присутствию различного вида волокон, а также различных твердых материалов.
Для предварительной обработки осадков применяются следующие процессы:
• Тонкое сороудаление на свободном потоке воды (без давления)
• Процеживание с помощью шнековского пресса
• Измельчение, которое в этом случае входит в технологическую линию
• Обработка в циклонах
В результате перечисленных процессов также образуются отходы, которые сходны с осадком на сетке или решетке, формирующимся при сороудалении
ФАКТ 3. СУЩЕСТВУЮТ РАЗНЫЕ ТИПЫ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОТЛАВЛИВАНИЯ ПЕСКА
Выделяют разные типы сооружений для удаления из воды песка, каждое из которых характеризуются своими особенностями. Рассмотрим несколько.
Предварительная песколовка или яма для крупных предметов.
Ее предусматривают при следующих условиях:
• Общесплавная или псевдоразделительная сеть
• Отсутствие камер-песколовок на отводном канале или отсутствие ухода за такими камерами
• Незначительный уклон отводного канала (ограниченная самоочистка при больших поступлениях ливневых вод)
Для извлечения накапливаемых в яме крупнозернистого песка и гравия существует 2 технических решения: установка над ямой портальной опоры или балочной фермы с грейфером или извлечение отложений с помощью отсасывающего устройства на автомобильной платформе. В первом случае извлечение отходов можно производить из ямы, заполненной водой. Во втором случае предпочтительнее иметь 2 ямы, которые можно изолировать друг от друга.
Аэрируемые прямоугольные песколовки
За счет своих больших размеров (ширина может доходить до 8 метров, глубина – около 4 метров, длину – до 30 метров) они могут обрабатывать большие расходы воды (до 15 000 м³/час на сдвоенном сооружении).
Форма дна определяется системой удаления извлекаемого песка. Вода подается через отверстие, расположенное ниже уровня воды в одном конце песколовки, и отбирается с противоположной стороны; часто вывод осуществляется через водослив, с помощью которого можно регулировать уровень воды.
Песколовка с продольным потоком воды оснащена на всей протяженности системой продувки воздуха с помощью воздушных диффузоров, которые обеспечивают удельную мощность аэрирования порядка 15-30 Вт/м³. Уровень жидкости может поддерживаться практически постоянным. Вводимый воздух сообщает жидкости вращательное поперечное движение и способствует, благодаря эффекту турбулентности, отделению органических веществ, приставших к частицам песка, а также позволяет частично удалять плавающие вещества (в т.ч. застывшие жиры).
Извлечение песка производится автоматически с применением различных технических средств:
• Набора эрлифтов периодического действия (сбор продукта в нижнем бункере)
• Мостовых скребков (сдвигающих донные отложения в приемную яму с последующим извлечением насосом или неподвижным эрлифтом)
• Отсасывающего насоса или эрлифта, установленного на подвижном мостике с переливом суспензии песка в боковой отводящий лоток (Рис. 3)
