Оборудование ЭКОТОН для реконструкции и строительства высокоэффективных песколовок

Одной из важных стадий в очистке сточных вод является удаление песка фракцией 0,09–0,5 мм и более на стадии механической очистки в песколовках из сточных вод, поступающих на биологическую очистку. Данный процесс является важным фактором, влияющим на работу очистных сооружений в целом. Неэффективная работа песколовок влечет за собой многочисленные проблемы практически на всех последующих ступенях очистки. Абразивные свойства песка приводят к разрушению насосного и другого оборудования, истиранию технологических трубопроводов. Песок может накапливаться в первичных отстойниках, аэротенках и других сооружениях и снижать их рабочий объем. Известны случаи значительного снижения интенсивности аэрации из-за практически полного блокирования аэрационной системы наносами песка.

Повышенное содержание песка оказывает существенное влияние на стадию биологической очистки. Находящийся во взвешенном состоянии в аэротенках песок может приводить к увеличению зольности, а также изменению седиментационных и флокулообразующих свойств активного ила, нарушает процессы биохимического окисления. При внедрении современных технологий глубокого удаления соединений азота и фосфора также требуется обеспечить изъятие мелких фракций песка, поскольку уменьшение доли биологически неокисляемой фракции в сточных водах в значительной степени влияет на результативность удаления биогенных элементов.

При использовании современного оборудования для обезвоживания осадка, такого как фильтр-пресса и центрифуги, необходимо в песколовках удалять частицы мелких фракций (0,15 мм и более), так как в противном случае оборудование быстро изнашивается. И если замена изношенных частей фильтр пресса и насосов осадка является сравнительно недорогой, то ремонт центрифуг обходится в значительные суммы, к тому же качественно может быть выполнен только в заводских условиях.

Извлечение песка из сточных вод можно разделить на два технологических процесса: гравитационное осаждение на песколовках и его обезвоживание в песковых бункерах и на песковых площадках.

По направлению движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные (с горизонтальным прямоточным и круговым движением воды), вертикальные (вода подается снизу и направляется вверх) и с водоворотным движением воды (тангенциальные и аэрируемые).

Широко распространённые на средних и малых очистных сооружениях горизонтальные песколовки с круговым движением воды применяются реже, чем песколовки с прямолинейным движением. Их особенностью является создание кругового движения потока воды для поддержания органических примесей в потоке без осаждения. Как правило, песколовки этого типа работают неэффективно, системы откачки песка при помощи гидроэлеваторов находятся в неудовлетворительном техническом состоянии, в связи с чем зачастую такие песколовки фактически не задерживают песок. Для повышения эффективности изъятия песка требуется их реконструкция по изменению направления и скорости потока, восстановление и изменение конструкции системы удаления песка.

Более эффективно мелкие фракции песка осаждаются (а также при этом отделяются от связанных с ними органических частиц) в песколовках с циркулирующими потоками воды (тангенциальные, аэрируемые и т.п.). В песколовках данного типа органические примеси поддерживаются во взвешенном состоянии и в осадок не выпадают. Основной технологический недостаток тангенциальных песколовок заключается в том, что они очень чувствительны к неравномерности притока сточных вод. Поэтому более предпочтительным по нашему мнению является использование горизонтальных аэрируемых песколовок. Благодаря создаваемым эффектам водоворотов (спирально-поступательного движения) в таких песколовках удается выделить из сточных вод практически чистый песок мелких фракций (включая 0,15мм) с влажностью осадка из песколовок не более 20% и высокой зольностью (не менее 95%). Содержание песка в осадке из таких песколовок доходит до 92%.

Одним из основных факторов, влияющих на эффективность работы песколовки является скорость потока очищаемой воды. При скорости потока больше номинальной мелкий песок не успевает осесть в песколовке — осаждаются только наиболее крупные фракции песка. При номинальной скорости потока сточных вод из них удаляются песчинки более мелкого размера (не > 0,15мм), но при скорости ниже минимальной в песколовке будут осаждаться органические примеси.

Если на извлекаемых из сточных вод песчинках задерживаются органические частицы, это, с одной стороны, приводит к антисанитарному состоянию песковых площадок и затрудняет утилизацию или использование песка, а с другой стороны, удаление органических частиц с песком нерационально, так как они являются хорошим питательным субстратом для активного ила.

В связи с вышеизложенным, важной задачей при проектировании новых сооружений и модернизации уже существующих, является правильный расчет песколовок и обеспечение возможности регулирования их производительности путем секционирования/кратности оборудования.

Спроектированные и построенные в середине-конце прошлого века очистные сооружения предусматривают выгрузку осадка из песколовки от одного раза в 2–4 суток до одного раза в сутки. Периодичность отгрузки, как и периодичность работы скребков, устанавливается при эксплуатации эмпирически. На небольших очистных сооружениях песок из песколовки удаляется вручную, на сооружениях большей производительности при помощи гидроэлеваторов, грейферов, ковшовых элеваторов, песковых насосов и т.п.

Традиционно используемые для выгрузки песка гидроэлеваторы хорошо отмывают его от органических примесей. Подача большего количества воды при откачке песка способствует более эффективной его отмывке. Гидроэлеваторы также транспортируют песок на песковые площадки или в бункеры. Однако их эксплуатация сопряжена со значительными проблемами – истирание пульпопроводов, быстрый выход из строя насосного гидроэлеваторов, при неэффективной работе механических решеток возможно забивание тряпками и прочими отбросами.

Бункеры, используемые для накопления и обезвоживания песка, также имеют существенные недостатки, их эксплуатация особенно затруднена в зимний период.

Исходя из вышеизложенного при модернизации очистных сооружений горизонтальные и тангенциальные песколовки должны быть заменены аэрируемыми или реконструированы в них. Аэрируемые песколовки в одном сооружении выполняют функции как осаждения песка, так и его промывки.

В зависимости от производительности сооружений могут быть спроектированы песколовки в бетонных емкостных сооружениях, либо комплектные устройства заводского изготовления из металла.

Опыт, приобретенный в результате выполненных проектов при реконструкции очистных сооружений, свидетельствует о целесообразности выполнения одновременной реконструкции комплекса механической очистки – здания решеток, песколовок и первичных отстойников. Без реконструкции ступени механической очистки не имеет смысла говорить о повышении эффективности работы очистных сооружений и об их нормальной эксплуатации, сколько бы средств не было вложено в дальнейшие этапы очистки. В тоже время налаживание работы на этапе механической очистки дает существенный и наглядный эффект и часто позволяет существенно увеличить эффект очистки на остальных стадиях.

На очистных сооружениях малой и средней производительности наиболее эффективным по соотношению достигаемый эффект/стоимость технологического оборудования/стоимость СМР решением является применение комбинированных установок механической очистки (решетки и аэрируемая песко-жироловка), совмещающей в себе операции извлечения из сточных вод твердых включений, песка и всплывающих веществ, заводского изготовления из нержавеющей стали.

Установка М-Комби производства Промышленной группы ЭКОТОН состоит из следующих узлов:

• барабанная решетка с интегрированным конвейером и прессом для извлечения и отжима твердых включений;
• горизонтальная аэрируемая песколовка с карманом для сбора плавающих веществ;
• шнековый конвейер для удаления песка.