Организация движения сточных вод самотёком по технологической цепи её обработки даёт весьма существенную экономическую выгоду. Для этого нужно каждое последующее сооружение размещать так, чтобы уровень жидкости в подающем в него отверстии был ниже, чем в сливном у предыдущего. Перепад отверстий по высоте должен быть равен, по меньшей мере, гидравлическим потерям на соединяющей их водопроводной линии. Разность между отметками поверхности вод в подводящем к очистному комплексу канале и в предназначенном для сброса водоёме при наивысшем там уровне должна быть не ниже суммы гидравлических потерь при прохождении водой всех сооружений.
Гидравлические потери
Источниками потерь, из которых складывается общая величина, являются: стенки трубопроводов и лотков для соединения очистных сооружений, водосливы, входные и выходные отверстия каналов, элементы сооружений станции, перепады, запорная арматура и контрольно-измерительная аппаратура. С учётом развития очистной станции в перспективе, рекомендуется рассчитывать величину напора с необходимым запасом.
Для нахождения влияния на потери трубопроводов и лотков используются известные формулы гидравлического расчёта.
В предварительном же порядке можно принять, что сооружения вызывают потери следующие (в метрах):
- решетка, пескоуловитель и двухъярусный отстойник – 0,10-0,25;
- аэротенк – 0,25-0,50;
- вертикальный отстойник – 0,50-0,75;
- иловая площадка – 2,0-3,5;
- биофильтр – 3,0-5,0.
На общую величину потерь напора влияет компактность размещения сооружений. В зависимости от способа очистки можно ориентировочно принять её: для механического – в диапазоне 2÷3 м, для биологического – 5÷8 м.
Если особенности рельефа не позволяют или делают нецелесообразным движение стоков самотёком, то вся линия делится на участки с самотечным движением, соединяемые КНС для подачи сточной жидкости с пониженного конца предыдущего участка на повышенное начало последующего.
Для ила также экономичным будет организация движения самотёком. Но вся трасса каналов перемещения сточных вод внутри станции может оказаться достаточно протяжённой. Тогда очистные сооружения располагают так, чтобы уклоны каналов обеспечивали самотёк сточной жидкости, поскольку её объём значительно больше объёма осадков. Если илу не удаётся придать движение самотечное, то станцию нужно дооборудовать илососами для перекачивания осадков.
Профили
Взаиморасположение очистных сооружений определяется по результатам расчёта профилей движения вод сточных и дренажных, выводимых из иловых площадок, а также осадков. Профили отображаются в проектной документации с увеличенным масштабом – от 1:50 до 1:100 – по вертикали, по горизонтали же масштаб должен быть таким, как и в генеральном плане – от 1:200 до 1:500.
Профили для сточной воды составляются на всю длину её пути, который начинается с подводящего к станции канала и заканчивается спуском в водоём. Схема умещает всю траекторию перемещения жидкости с отображением сооружений и соединяющих их трубопроводов и лотков. У соединительных каналов указываются длина, поперечные сечения с отметками уровней воды (дна и поверхности). Такие отметки наносятся и для очистных сооружений.
Путь осадков начинается в точке, где они выпускаются из отстойников первичных, и заканчивается в точке присоединения дренажных линий иловых площадок (если они есть) к главному каналу. Если в проекте используются поля орошения и фильтрации, то для их карт необходимо составление также продольных и поперечных разрезов.
Пример компактной станции
Существуют проекты очистных станций, не нуждающихся в расчёте и составлении профилей движения сточной воды и осадков.
Полную очистку стоков биологическим методом при суточном их объёме не более 200 м³ можно обеспечить станцией, занимающей со всеми сооружениями всего одно здание. При компактном размещении элементов объём здания не превысит 2100 кубометров.
В такой станции центральным сооружением будет первичный отстойник, вокруг которого располагаются остальные. Стоки из приёмных колодцев перекачиваются при помощи вертикальных фекальных насосов в двухъярусный отстойник. Биологический фильтр охватывает отстойник снаружи незамкнутым кольцом. В осветлённую воду вводится хлор из хлораторной, и далее она задерживается во вторичном отстойнике для обеззараживания. Ил, сброженный в двухъярусном отстойнике, сушится на площадках, а несозревший во вторичном – выпускается в приёмные колодцы для повторной обработки вместе со сточными водами.
В станции практически отсутствуют соединяющие сооружения линии – выходное отверстие каждого одновременно является входным для последующего. Стены корпуса двухъярусного отстойника является внутренней для биофильтра и границей иловых площадок. Взаимное вертикальное расположение сооружений выдерживается уже при самом возведении станции.