Отстойник: устройство и принцип работы¶

Отстойник — это сооружение или устройство, предназначенное для очистки сточных вод и жидкостей от взвешенных частиц (осадка) под действием гравитации. Является одним из основных элементов систем механической очистки на канализационных очистных сооружениях, в промышленности и в локальных системах водоотведения. Принцип работы основан на разнице плотностей жидкости и содержащихся в ней примесей: более тяжёлые частицы оседают на дно, а более лёгкие (например, нефтепродукты) всплывают на поверхность.

¶Устройство и конструкция

Типовой отстойник представляет собой резервуар (бетонный, металлический или пластиковый) с системой подвода и отвода жидкости. Основными конструктивными элементами являются:

• Входное устройство — предназначено для подачи сточной воды и гашения её скорости, чтобы не создавать турбулентность, мешающую осаждению.
• Зона отстаивания — основной объём резервуара, где происходит гравитационное разделение фаз. Здесь жидкость движется с минимальной скоростью.
• Выходное устройство — система переливных лотков или труб, которая собирает осветлённую воду с поверхности, не захватывая осадок со дна.
• Приямок (иловая зона) — углубление в нижней части для сбора и временного хранения выпавшего осадка.
• Скреперный механизм (в промышленных и коммунальных сооружениях) — движущаяся ферма с ножами, которая непрерывно сгребает осадок к приямку и удаляет всплывающие вещества.

В зависимости от назначения, отстойники могут оснащаться трубопроводами для удаления осадка (гидростатическим давлением или насосами) и системами для сбора плавающих веществ (жира, нефти).

¶Принцип работы

Процесс осветления воды в отстойнике подчиняется закону Стокса: скорость осаждения частицы зависит от её размера, плотности и вязкости среды. Расчётная скорость потока в отстойнике должна быть меньше скорости осаждения самых мелких частиц, которые требуется удалить.

Работа происходит циклически или непрерывно. При непрерывном режиме вода поступает в резервуар с одного конца, медленно движется к выходу, а по пути взвешенные вещества выпадают в осадок. Эффективность очистки зависит от времени пребывания воды в аппарате (обычно 1,5–2 часа) и глубины сооружения. В статических (периодических) отстойниках вода заполняет резервуар, отстаивается в течение нескольких часов, после чего осветлённая жидкость сливается через верхний штуцер, а осадок удаляется через нижний.

¶Классификация отстойников

Отстойники классифицируются по нескольким признакам.

По направлению движения воды:

• Горизонтальные — прямоугольные резервуары, в которых вода движется от одного торца к другому. Просты в устройстве, но требуют большей площади.
• Вертикальные — цилиндрические или квадратные резервуары с коническим дном. Вода подаётся в центр через центральную трубу и движется снизу вверх к переливному лотку. Более компактны, но ограничены по глубине (обычно до 4 метров).
• Радиальные — круглые резервуары большого диаметра (до 30–40 метров). Вода подаётся в центр и движется радиально к периферии. Используются на крупных очистных станциях при расходах свыше 10 000 м³/сутки.

По назначению:

• Первичные — устанавливаются перед сооружениями биологической очистки для задержания грубых взвешенных веществ (до 40–60%).
• Вторичные — предназначены для отделения активного ила от очищенной воды после аэротенков или биофильтров.
• Отстойники-осветлители — совмещают процессы отстаивания и фильтрации через слой взвешенного осадка.

По конструкции:

• Статические (без механизмов) и динамические (с скребками и насосами).
• Открытые (наземные) и закрытые (герметичные, для выделения газов).

¶Применение

Отстойники используются повсеместно:

• В коммунальном хозяйстве — на городских очистных сооружениях канализации для механической очистки сточных вод.
• В промышленности — для очистки оборотных вод, нефтесодержащих стоков (нефтеловушки), стоков химических, металлургических и пищевых производств.
• В строительстве — для очистки поверхностного стока (ливневых вод) с территорий предприятий и автомагистралей.
• В частном домостроении — в составе локальных очистных сооружений (септиков) для предварительной очистки хозяйственно-бытовых стоков перед сбросом в грунт или фильтрационные поля.

¶Недостатки и ограничения

Главным недостатком отстойников является их низкая эффективность по отношению к мелкодисперсным и коллоидным частицам (менее 10 мкм), которые не оседают под действием силы тяжести. Для их удаления требуются коагулянты или флокулянты, либо более сложные методы (фильтрация, флотация). Также отстойники занимают значительные площади и имеют высокую металлоёмкость (в случае механизированных сооружений). Накопленный осадок требует дальнейшей переработки и утилизации.

¶См. также

• Осаждение (седиментация)
• Септик
• Очистка сточных вод

¶Источники

• СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
• Яковлев С. В., Карелин Я. А. «Водоотведение и очистка сточных вод».
• Справочник проектировщика. «Канализация населённых мест и промышленных предприятий».