Что такое песколовки для очистки сточных вод, какие существуют виды, а также принцип их работы

Для чего служит?

Применение песколовок в системах для очистки воды вызвано тем, что в отстойниках трудно отделить минеральные загрязнения от органических. Возникают сложности в удалении осадка.

Система забивается мусором, вода с трудом проходит по трубопроводу, а это снижает производительность ее работы.

Поэтому конструкторами разработаны пескоуловители, которые монтируются после решеток перед первичными отстойниками.

Они также могут быть использованы как самостоятельная единица в бытовых или мелких промышленных целях, но лишь в тех случаях, когда сточная вода после прохождения через пескосборник пригодна

• для дальнейшего использования в производстве
• или сливу в естественные водоемы.

То есть, когда она не представляет собой опасности для окружения. Тогда устройства монтируют в трубопровод перед входом в канализацию. Это может быть, например, в цехах на предприятиях общественного питания, под мойку в ресторанах, кафе. В остальных случаях устройства для песка являются частью системы очистки.

Внимание! При сбрасывании в канализацию более 100 м3/сутки промышленных и бытовых вод необходимо устанавливать пескосборники независимо от загрязненности стоков.

Принцип работы

Принцип действия песколовки использует гравитационные силы для осаждения тяжелых минеральных примесей при замедлении скорости потока воды. Так как песок тяжелее воды, то он стремится упасть вниз.

Одним из важных моментов при конструировании песколовки является расчет скорости течения воды. Она должна быть такой, чтобы тяжелые минеральные примеси оседали на дно за время прохождения по песколовке, а легкие органические – не успевали сделать это и уносились потоком. В таком случае происходит отделение минеральных загрязнений от органических.

Согласно практике, наилучшая скорость для эффективной работы в песколовках с горизонтальным движением воды находится в пределах от 0,15 до 3,0 мм/с. Если скорость ближе к низкой границе, то в осадок успевает выпасть много органических примесей, что крайне нежелательно. Поэтому нужно поддерживать скорость, близкую к ее верхней границе, т.е. 3,0 м/c.

Однако, расход воды не остается постоянным в течение суток, поэтому и скорость ее течения иногда падает, органические включения успевают выпасть в осадок вместе с песком. Для решения этой проблемы песколовки делают из нескольких рабочих отделений, а автоматическое закрытие и открытие одной из них регулирует скорость движения вод.

Справка. Входной патрубок в песколовке широкий и соответствует размеру рабочего резервуара, а выходной – узкий и соразмерен диаметру трубопровода. Чтобы движение воды при входе и выходе менялось плавно, вход в резервуар делают постепенно расширяющимся, а выход – постепенно сужающимся.

Из чего состоит?

Конструкция и размеры песколовки во многом зависят от того, какие примеси должны удаляться. Для работы со связанным песком (смесь твердой органики и песка) используют длинные пескоуловители, либо их оборудуют механизмом отмывки.

Основными элементами оборудования являются:

• главный резервуар, состоящий из двух частей: рабочей, по которой проходит сбрасываемая вода, и осадочной для сбора песка, а также двух патрубков – входного и выходного;
• механизм для перемещения осадка в сторону приямка;
• приспособление для удаления песка из контейнера.

Песочный контейнер располагается в головной части под рабочим резервуаром. Может быть также расположен сверху. Выпавший на дно песок перемещается в бункер скребками или гидромеханическим путем водой, которая впрыскивается через трубы, проложенные по дну.

Для нормального функционирования оборудования следует вовремя убирать выпавший в осадок песок. На небольших устройствах его убирают вручную.

Если в сутки набирается более 0,1 м3 осадка, то должно быть обеспечено его механизированное удаление.

В зависимости от конструкции выгрузка песка проводится

• песковыми насосами,
• гидроэлеваторами,
• шнеками,
• ковшами.

На крупных очистных станциях осажденный песок из бункера подают на специальные площадки, где он обезвоживается.

Для этого используются:

• гидроциклоны,
• шнековые ценрифуги,
• гидравлические и механические пескопромыватели,

после чего обработанный песок, без риска для окружающей среды, можно повторно использовать.

Какие виды бывают?

Все песколовки работают по одному принципу осаждения песка под действием силы тяжести. Различаются они по характеру перемещения воды в резервуаре и форме самого пескоуловителя.

Самыми распространенными считаются:

• Горизонтальные – с течением воды параллельно земной поверхности. Бывают две разновидности:
  1. с поступательным течением потока применяются при количествах сбрасываемой воды до 10000 м3/сут;
  2. с круговым движением эффективны на предприятиях со сбросом до 70000 м3/сут.

  Выпавший на дно песок перемещается к бункеру приспособлениями в виде щеток. В это время происходит его частичная очистка от органики.

• Вертикальные – имеют вертикальный рабочий резервуар, в котором вода подается у основания и движется снизу-вверх.Из-за больших размеров не имеют популярности в автономных системах очистки и применяются редко.
• Щелевые – используются на каналах и имеют несколько щелей в дне канала, под которыми расположены бункеры для песка. Из-за невысокой эффективности они находят применение там, где сток воды до 5000 м3/сут.
• Тангенциальные – такие, в которых воде придается винтовое движение. При этом, усиливается отмывание органических загрязнений от песка. Такая установка имеет форму цилиндра, и вода в ней подается по касательной. Применяются при объемах стока до 50000 м3/сут.
• Аэрируемые пескоуловители напоминают параллелепипед, на одной из граней которого по всей длине установлен аэратор – труба с небольшими отверстиями, через которые подается воздух. Аэратор крепится в полуметре от дна. Под ним размещается емкость для песка. Они эффективны при стоке до 10000 м3/сут. В аэрируемых моделях в осадок попадает до 90% минеральных загрязнений.

Справка. Существующие современные конструкции рассчитаны задерживать песок размером более 0,2-0,25 мм, который составляет до 65-70 % от всего песчаного мусора.

Наибольшую популярность получили горизонтальные конструкции с круговым движением. Они экономичнее таких же моделей, но с поступательным перемещением воды и аналогичной выработкой.

Расчет основных параметров

Как для бытового, так и для промышленного использования существуют песколовки разного размера и эффективности.

Для определения того, какой пескоуловитель нужно приобрести по размерам и производительности, следует провести расчет, имея при этом следующие данные:

• объем сбрасываемых вод;
• параметры загрязненности;
• скорость движения потока;
• суточный объем осадка;
• территориальные условия для установки.

Рассчитаем габариты конструкции горизонтального блока с прямолинейным течением воды, состоящей из двух основных частей: рабочей и осадочной.

Пример.

Исходные данные:

• объем сбрасываемых вод – 130000 м3 или qmax=1,50 м3/с (130000/24/3600);
• допустимая скорость потока – 0,15-0,30 м/с;
• гидравлическая крупность осаждаемого песка – 18-24 мм/с;
• планируемое количество жителей – 415300 чел.

Решение:

1. Выбирают три отделения, исходя из расчета 50000 м3/сут.
2. Определяют необходимую площадь сечения одного отделения:

   ω=q_max/vn, где

   • v – средняя скорость потока, м/с;
   • n- количество отделений;
   • ω=1,50/(0,25×3)=2,0 м^2.
3. Рассчитывают длину:

   L=1000KHv/u, где

   • K – коэффициент, берется из таблицы;
   • H – глубина проточной части, принимается для типовых моделей в пределах от 0,5 до 2,0 м, принимается 1,0 м;
   • u – гидравлическая крупность песка, мм/с, берется из таблицы.

   L=(1000⋅1,3 ⋅1⋅0,25)/24,2=13,43 м.

4. Находят ширину одного отделения, м:B=ω/H.

   B=2,0/1=2,0 м.

5. Исходя из полученных размеров песколовки, выбирают стандартную из таблицы или проектируют индивидуально.
6. Скорость стока при разных значениях:υ_max=q_max/(BH n).

   υ_max=1,50/(2⋅1⋅3)=0,25 м/с.

7. Время нахождения в рабочей части:T=L/υ_max.

   T=13,43/0,25=53,72 с.

8. Рассчитывают количество осадка за сутки м3/сут:

   W_сут=(Nq_2)/1000, где

   • N – планируемое число жителей;
   • q_2– удельное количества песка, берется из таблицы.

   W_сут=(415300⋅0,02)/1000=8,31 м^3/сут.

9. Находим объем одного контейнера:W_о=(W_сут T)/n, где T- время между выгрузками песка, должно быть не более 2-х суток.

   W_о=(8,31⋅1)/3=2,77 м^3.

10. Находят глубину контейнера:h=W_о/B^2.

    h=2,77/2^2 =0,69 м.

11. Рассчитывают высоту осадка песка на дне:h_ос=(W_сут k)/BnL, где: k- коэффициент распределения песка по дну, принимается равным 3.

    h_ос=(8,31⋅3)/(2⋅3⋅13,43)=0,31 м.

12. Делают расчет полной строительной высоты:H_стр=H+h_ос+0,5.

    H_стр=1+0,31+0,5=1,81 м.

Получен расчет габаритов горизонтальной песколовки, которыми необходимо руководствоваться при проектировании оборудования:

• ширина,
• высота
• и длина.

BхHхL=2 х 1,81 х 13,43 м. Примерные схемы основных видов современных пескоуловителей можно посмотреть ниже.

Для удаления минеральных взвесей из сточных вод могут быть также использованы другие устройства:

• гидроциклоны
• и центрифуги.

Их конструкции работают благодаря вращательному движению жидкости, оно производит разделение частиц с различным удельным весом. Более тяжелые падают вниз, легкие – уносятся водным потоком.

На что следует обратить внимание при покупке?

Конструкция пескосборника должна обеспечивать равномерное движение сбрасываемой воды в течение суток и состоять из двух и более отделений. Бункер для сбора песка рекомендуется подбирать по объему, рассчитанному на двухсуточную норму песка. Диаметры входящего и выходящего каналов должны соответствовать производительности очистной системы.

Цена на пескоуловители зависит от модели устройства, которая, в свою очередь, имеет разные модификации согласно своей производительности, размеров и материла.

1. Самыми дешевыми считаются бытовые модели из пластика. Они могут быть порядка 1500 рублей.
2. Чуть дороже сделанные из полимербетона и металла.
3. Самые дорогие – промышленные из бетона, могут иметь цену в несколько сот тысяч рублей.

Например, в Москве и Санкт-Петербурге можно купить песколовку под мойку модели, которая представлена двумя сериями «стандарт» экономичный вариант и «профи» со сменными элементами для простоты обслуживания.

Разница в конструкции отражается на цене.

К примеру, модель ПЭ-1,5-100:

• серии «стандарт» стоит 14950 рублей;
• серии «профи» 19700 рублей.

Модель для промышленных целей ПЭ-36-5000 с пиковым сбросом 5000 л выполнена в трех модификациях:

• вертикальная стоит 149200 рублей;
• горизонтальная – 149200 рублей;
• прямоугольная – 181700 рублей.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео, в котором наглядно продемонстрирован принцип работы песколовок.

Заключение

Использование песколовок для очищения сточных вод от песка, известняка, частиц грунта и другого мелкого мусора минерального происхождения оправдано полученными результатами.

Срок службы и качество работы некоторых частей очистных механизмов тем выше, чем меньше в сточных водах загрязнителей, которые разрушают устройство. После обработки собранного из отработанного стока песка уменьшается вероятность загрязнения окружающей среды.

(Пока оценок нет)

Загрузка...