Надежность работы очистных сооружений городской канализации в значительной степени зависит от эффективности и надежности сорозадерживающих решеток, устанавливаемых в начале технологического потока на очистных сооружениях. При этом решетки не только выполняют функцию защиты водоочистного оборудования от засоров, но и защищают природные водные объекты-приемники очищенных сточных вод от засорения грубодисперсными примесями.
Для повышения эффективности сорозадерживания предлагается использовать решетку РС. Она обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям от крупных включений в сточной воде, что резко сокращает аварийность и необходимость ремонтных работ. В конструкции решетки предусмотрено устройство для дополнительной очистки граблин при их обратном движении, полностью исключающее возможность обматывания граблины волокнистыми включениями в процессе работы. Оригинальный механизм натяжения приводных цепей исключает неравномерность движения граблин и возможность их перекоса. Конструкция решетки обеспечивает самоуплотнение при установке в канал, что исключает проскок непроцеженной воды между корпусом и стенками канала. За время эксплуатации решеток РС отмечено: полное отсутствие засоров фильтровального полотна; увеличение производительности решеток в 3-4 раза по сравнению с ранее эксплуатировавшимися моделями; уменьшение количества донных отложений в канале перед решетками; высокая надежность в условиях залповых поступлений волокнистых включений; сокращение энергозатрат.
Надежность работы очистных сооружений городской канализации в значительной степени зависит от эффективности и надежности сорозадерживающих решеток, устанавливаемых в начале технологического потока на очистных сооружениях. При этом решетки защищают не только водоочистное оборудование от засоров, но и природные водные объекты-приемники очищенных сточных вод от засорения грубодисперсными примесями, выносимыми с очищенной сточной водой. В последнем случае, а также при внедрении в практику очистки сточных вод высокопроизводительных сооружений с использованием иммобилизованной микрофлоры, мембранных и других технологий необходима максимально возможная эффективность сорозадерживания, которая обратно пропорциональна в степенной зависимости величине прозора решетки (рис. 1).
Таким образом, для повышения эффективности сорозадерживания решетки следует уменьшать величину ее прозоров. При этом для сохранения пропускной способности и потерь напора необходимо решить две задачи: во-первых, уменьшить толщину стержней решетки; во-вторых, сохранить поперечную жесткость, что требует применения специальных технических решений.
Так, на Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях московской канализации были предусмотрены стержневые решетки с прозорами 16 мм. Как показала многолетняя практика, эффективность сорозадерживания этих решеток оказалась недостаточной.
По результатам научно-исследовательских работ, проведенных на Курьяновских очистных сооружениях, специалистами АО «Мосводоканал» была разработана и внедрена решетка с прозором 6 мм. Фильтровальное полотно состоит из стержней круглого сечения, для фиксации которых используются металлические перемычки специального профиля. Живое сечение решетки составляет 50%. Характеристики решетки (пропускная способность и потери напора) позволили вписать ее в существующую гидравлическую высотную схему Курьяновских очистных сооружений с высокой эффективностью сорозадерживания. Для очистки решетки используются граблины с зубьями, закрепленные на двух замкнутых цепях, расположенных внутри корпуса решетки.
В процессе эксплуатации сорозадерживающей решетки был выявлен ряд недостатков. Стержни, из которых состоит фильтровальное полотно, оказались чрезвычайно подвержены опутыванию текстильными отходами (волокнами, нитями, тряпками) и полиэтиленом (рис. 2). Опутывание стержней и перемычек привело к значительному снижению пропускной способности самой решетки и росту потерь напора. Кроме того, волокнистые структуры в больших количествах скапливались, сплетаясь в «косы», на поперечных перемычках, придающих жесткость фильтровальному полотну. Накапливаясь на перемычках, «косы» периодически отрывались, попадали в уже очищенную воду, что не только снижало эффективность работы решетки, но и создавало угрозу для работы установленного за решетками насосного оборудования.
Граблины, очищающие фильтровальное полотно, входят в зацепление на незначительную величину из-за наличия перемычек с обратной стороны решетки. Малая величина зацепления не только отрицательно сказывается на эффективности очистки фильтровального полотна, но и способствует его полному забиванию. По мере опутывания фильтровального полотна текстильными отходами граблина постепенно выходит из зацепления и начинает скользить не по поверхности стержней, а по мусору, что приводит к полному забиванию полотна и необходимости выведения решеток из работы для длительной очистки (рис. 3).
Поскольку очистка решеток от текстильных отходов специальными моечными аппаратами невозможна, приходилось осуществлять ее вручную, что крайне трудозатратно. Выход граблин из зацепления также способствовал более быстрому растяжению транспортных цепей и зачастую приводил к перекосам граблин и серьезным поломкам решеток.
|
|
| Рис. 1. Зависимость извлечения из сточной воды грубодисперсных примесей (по сухому веществу) от величины прозора решетки | |
|
|
| Рис. 2. Фильтровальное полотно стержневой решетки с перемычкой, опутанное волокнистыми включениями | Рис. 3. Фильтровальное полотно стержневой решетки с прозором 6 мм, полностью забитое мусором |
|
|
| Рис. 4. Фильтровальное полотно решетки РС |
Из вышеизложенного следует, что эффективность и надежность сорозадерживающих решеток главным образом зависит от надежности и эффективности работы механизма регенерации процеживающего элемента решетки. Учитывая негативный опыт эксплуатации решеток на Курьяновских очистных сооружениях, Группой компаний «Мосэлектро» была разработана и испытана в производственных условиях сорозадерживающая решетка модели РС оригинальной конструкции, позволяющая исключить перечисленные недостатки. Благодаря запатентованным техническим решениям в конструкции решетки полностью отсутствуют поперечные перемычки. Процеживающее полотно образовано набором тонких металлических пластин. Пластины фильтровального полотна благодаря большой ширине и малой толщине не подвержены опутыванию текстильными отходами. Граблины имеют длинные зубья и входят в зацепление на значительную глубину, что способствует качественной очистке фильтровального полотна.
Благодаря оригинальному способу крепления пластины фильтровального полотна вибрируют под воздействием потока воды, обеспечивая дополнительную очистку. Малая толщина пластин обусловливает значительную величину живого сечения даже при минимальном размере прозора 5 мм. Столь большое значение живого сечения гарантирует высокую пропускную способность и минимальные потери напора, что позволяет включить эту решетку в любую высотную схему действующих очистных сооружений.
Решетка РС достаточно устойчива к механическим повреждениям от крупных включений в сточной воде, что резко сокращает аварийность и необходимость проведения ремонтных работ (рис. 4). В конструкции решетки предусмотрено устройство для дополнительной очистки граблин при их обратном движении, полностью исключающее возможность обматывания граблины волокнистыми включениями в процессе работы. Оригинальный механизм натяжения приводных цепей предотвращает неравномерность движения граблин и их перекос. Конструкция решетки обеспечивает самоуплотнение при установке в канал, что исключает проскок непроцеженной воды между корпусом и стенками канала. В случае малой длины канала решетка дополнительно комплектуется оригинальным откатным устройством. Решетки РС оснащаются электроприводом с частотным преобразователем, что позволяет регулировать скорость движения граблин, а также объединить комплекс оборудования в единую систему с общим центром управления и подключить к системе удаленной диспетчеризации (рис. 5, 6). Существенным преимуществом решеток РС является практически бесшумная работа (25 дБА), что создает комфортные условия для обслуживающего персонала цеха механической очистки.
|
|
| Рис. 5. Сорозадерживающая решетка модели РС (длина 5200 мм, ширина 2000 мм) | |
|
|
| Рис. 6. Цех механической очистки с решетками РС на Курьяновских очистных сооружениях Москвы |
Весь объем сточных вод, поступающих на крупнейшие в Европе Курьяновские очистные сооружения производительностью 3,125 млн. м3/сут, очищается решетками РС с прозором 9 мм, которые успешно эксплуатируются с 2004 г.
Выводы
Длительная эксплуатация сорозадерживающих решеток РС на Курьяновских очистных сооружениях Москвы позволила подтвердить их высокую механическую надежность и ремонтопригодность конструкции, о чем свидетельствует тот факт, что продолжительность простоев решеток из-за ремонтов сократилась вдвое. За время эксплуатации решеток РС отмечено: полное отсутствие засоров фильтровального полотна; увеличение производительности решеток в 3-4 раза по сравнению с ранее эксплуатировавшимися моделями; уменьшение количества донных отложений в канале перед решетками; высокая надежность в условиях залповых поступлений волокнистых включений; сокращение энергозатрат.
