Для механической очистки сточных вод небольших населенных пунктов большое распространение получили двухъярусные отстойники. Такие отстойники широко применяются в составе очистных сооружений производительностью до 10 тыс. м3 сточных вод в сутки. Как известно, в осадочных желобах, расположенных в верхнем ярусе сооружения, происходит осветление сточных вод, а в нижнем ярусе, или септической камере, осуществляется сбраживание органических веществ осадка, выпавшего через щели желобов. Основными преимуществами этих сооружений является непосредственное попадание осадка из сточных вод в септическую камеру и частичный обогрев его протекающей по осадочным желобам сточной жидкостью, а также простота их устройства и эксплуатации.
Однако, наряду с положительными факторами, двухъярусные отстойники имеют существенные недостатки: непосредственное соединение септической камеры с осадочными желобами приводит к тому, что осветляемая жидкость не сохраняет желаемой свежести, так как попадающий в септическую камеру осадок постоянно вытесняет из этой камеры в проточные желоба гниющую иловую воду. Кроме того, в результате брожения осадка образуется пенистая масса, которая проникает через щели проточных желобов и, высоко поднимаясь, покрывает всю поверхность сточной жидкости. Нарастая, эта масса превращается в твердую корку, которая постепенно утолщается и закрывает щели желобов – сооружение выходит из строя.
За рубежом появилось много типов комбинированных установок, сочетающих в себе отстойники сточных вод и фильтры; отстойники и уплотнители осадка; сооружения для отстаивания, биологической очистки сточных вод и сбраживания осадка и др.
Произведенный анализ работы различных модификаций двухъярусных отстойников послужил основанием для создания новой конструкции комбинированного сооружения, в котором отстойная зона изолирована от септической камеры таким образом, что тепло осветляемых сточных вод передается бродящему осадку. Это сооружение названо осветлителем – перегнивателем.
Предложенный новый тип комбинированного сооружения – осветлитель – перегниватель, предназначенный для осветления сточных вод и последующей обработки выпавшего осадка, выгодно отличается от двухъярусных отстойников и других подобных сооружений. Эффект задержания взвеси сточных вод в осветлителе на 30 – 40 % выше, а снижение БПК на 15 % больше чем в обычных отстойниках. Это позволяет снизить объем сооружений для биологической очистки сточных вод на 15 %. В настоящее время осветлители -перегниватели применяются для очистки как бытовых, так и производственных сточных вод, концентрированных по органических веществам.
Впервые представилась возможность применения осветлителя -прегнивателя в составе очистной станции канализации мясокомбината, молокозавода, городской больницы и дома престарелых в г. Луге Ленинградской области. Расход бытовых сточных вод по сравнению с производственным был незначителен (12% от общего расхода).
Перечисленные объекты ранее обслуживались очистными сооружениями, состоящими из двух двухъярусных отстойников диаметром по 5 м и полей фильтрации, расположенных на берегу реки Луги. Эффект работы сооружения был крайне неудовлетворителен. Это объяснялось тем, что сточные воды мясокомбината содержали от 800 до 2300 (в среднем 1355 мг/л) взвешенных веществ, которые преимущественно состояли из каныги (непереваренной пищи животных), остатков соломы, корма и пр. Выпадая интенсивно в осадок, взвешенные вещества задерживались на стенках проточных желобов двухъярусных отстойников и закупоривали их щели. Вследствие этого желоба быстро заполнялись осадком, и сточные воды, пробиваясь через него, часто выносили увеличенное количество взвешенных веществ по сравнению с первоначально содержащимся.
Большая часть осадка, попавшая в септическую камеру, всплывала на поверхность жидкости в пространстве между осадочными желобами. Септические камеры не выполняли своего основного назначения, так как они вместо осадка были заполнены водою. В связи с этим приходилось постоянно вручную удалять всплывший осадок и складировать его возле отстойника, что представляло собою трудоемкую работу, выполняемую в антисанитарных условиях. Сточные воды без какой-либо очистки направлялись на поля фильтрации, устроенные в песчаном грунте и состоявшие из обвалованных карт. Осадок, выпадая на дно карт, способствовал кальматации пор почвы, что нарушало фильтрацию сточных вод через грунт, всплывшая же на поверхность часть осадка тормозила процесс испарения воды. Вследствие этого поля фильтрации переполнялись, сточные воды переливались через валики в реку Лугу, загрязняя ее на большом протяжении.
Кафедра канализации ЛИСИ предложила новую схему очистной станции, которая и была запроектирована в 1961 г. Ленгипропищепромом. Эта станция состояла из следующих сооружений: решетки, песколовки, осветлителя – прегнивателя, аэротенков с механической аэрацией контактного типа на неполную биологическую очистку, полей фильтрации и иловых площадок.
Осветлитель – перегниватель и аэротенки с механической аэрацией в г. Луге рассматривались как экспериментальные производственные сооружения, так как они впервые применялись в отечественной практике очистки сточных вод, а осветлитель – перегниватель не был известен и за границей. Поэтому в целях установления параметров расчета и проектирования этих сооружений, а также разработки инструкций для эксплуатации, кафедра канализации ЛИСИ исследовала их работу.
Осветлитель – перегниватель представляет собой комбинированное сооружение круглой в плане формы, внутри которого концентрически расположен осветлитель с естественной аэрацией, разработанный ранее, а снаружи кольцеобразное пространство занято перегнивателем, предназначенным для сбраживания осадка сточных вод. Было предложено четыре варианта осветлителя – перегнивателя, которые отличаются между собою некоторыми конструктивными особенностями, вызванными различной областью их применения. Но основная идея, заключающаяся в расположении перегнивателя вокруг осветлителя в целях использования тепла осветляемых сточных вод для обогрева бродящего осадка, во всех вариантах остается неизменной.
Осветлитель-перегниватель
1 — осветлитель; 2 — перегниватель; 3 — иловые трубы; 4 — трубы для загрузки и перемешивания осадка; 5 — центральной труба; 6 —подводящий лоток; 7 — камера флокуляции; 8 — труба для выпуска иловой воды; 9 — переливная труба; 10 — отводящий лоток
