РАЗДЕЛ 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ НАДЕЖНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ АЭРОТЕНКОВ
2.1. Анализ технологического цикла очистки сточных вод в аэротенках
Развитие промышленных центров Украины влечет за собой не только расширение инфраструктуры городов. Современное промышленное производство нельзя представить без участия химических реагентов - кислот, щелочей, растворов солей, органических и других соединений, интенсивно разрушающих строительные конструкции. Конструкции водоотводных сооружений, в том числе очистных сооружений, не составляют исключения.
Поскольку очистные сооружения относятся к системам жизнеобеспечения, нормальное функционирование их - задача государственной важности. От ее успешного решения зависит санитарно-гигиеническое состояние городов.
Проблема сохранения и восстановления действующих станций аэрации приобретает особую актуальность в связи с возросшими требованиями экологии. Чтобы защитить окружающую среду от попадания в нее агрессивных реагентов, необходимо знать причины разрушений конструкций очистных сооружений и методы устранения повреждений [1].
Выбор бетона и железобетона для строительства конструкций очистных сооружений объясняется ценными качествами этих строительных материалов, по мнению специалистов по бетону и железобетону, они являются универсальными. Госстроем СССР гарантировалась работа бетонных и железобетонных конструкций под землей в течение не менее 100 лет. Такой срок вполне реален для данных материалов, но только в случае их службы в нормальных, не агрессивных к бетону и железобетону, условиях.
Сточные воды, контактирующие с конструкциями канализационных сетей и очистных сооружений (особенно городские) никогда не считались агрессивными по отношению к бетону, если содержание в них сульфатов, хлоридов и свободной кислоты не превышало допустимых значений. В условиях городской канализации, в связи со смешиванием различных видов стоков (промышленных, хозяйственно-бытовых и ливневых вод), вероятность поступления агрессивных к бетону стоков невелика ?64?.
Между тем, как показал анализ разрушений конструкций станций аэрации, очень часто бетонные и железобетонные конструкции выходят из строя намного раньше нормативного срока службы (20-30 лет).
Согласно проведенным исследованиям [9,10], надежность конструкций этих сооружений определяется многими факторами и их сочетаниями. Но в первую очередь на нее влияют факторы, провоцирующие развитие коррозии.
Установлено [1], что механизм разрушения конструкций обусловливает кислотная агрессия, которой сопутствуют микробиологические процессы, связанные со сложными, биологическими и химическими реакциями, так как конечным продуктом жизнедеятельности бактерий являются различные кислоты и сульфатсодержащие соединения.
Известно [1], что 74% аварий железобетонных конструкций станций очистки сточных вод, вызывают коррозионные процессы. Ликвидация последствий аварий влечет за собой значительные трудовые и материальные затраты.
В данной научной работе систематизированы факторы, влияющие на долговечность конструкций очистных сооружений. Особое внимание уделено коррозии эксплуатируемых конструкций аэротенков.
По схеме, показанной на рис.1, предварительная очистка сточной воды производится на решетках, в песколовках, преаэраторах и отстойниках. Последующая очистка производится в аэротенках с пневматической или
механической аэрацией, затем во вторичных отстойниках и заканчивается дезинфекцией, после чего вода спускается в водоем. Осадок из первичных отстойников обрабатывается в метантенках и далее обезвоживается на иловых площадках или в вакуум-фильтрах. Активный ил из вторичных отстойников перекачивается в аэротенки (циркуляционный активный ил), а остальная его часть (избыточный активный ил) передается в преаэраторы и илоуплотнители. После илоуплотнителей ил поступает на утилизационную установку или в метантенки, где обрабатывается вместе с осадком первичных отстойников ?65,66?.
Биологическая очистка сточных вод в зависимости от требований к спуску сточных вод в водоем может быть полная и неполная. Осадок может обрабатываться, как было указано ранее, и в анаэробных, и в аэробных условиях (в минерализаторах) на станциях малой и средней пропускной способности.
2.2. Анализ конструктивных решений аэротенка
В отечественной практике наибольшее распространение получили аэротенки с пневматической аэрацией. Такой аэротенк представляет собой прямоугольный в плане железобетонный резервуар, состоящий из одной или нескольких секций. Каждая секция разделена на коридоры продольными перегородками, не доходящими до противоположной торцевой стены резервуара.
По этим коридорам последовательно из одного в другой проходит сточная вода.
Поперечное сечение коридоров аэротенков - прямоугольное или квадратное. Глубину аэротенков Н чаще всего принимают равной 3-6 м, а ширину В?2Н ; длину аэротенков рекомендуется назначать не менее 10В.
Допускается устройство аэротенков круглой в плане формы, а также совмещенных с первичными и вторичными отстойниками.
Однокоридорные аэротенки обычно применяют на очистных станциях небольшой пропускной способности при работе по схеме без регенераторов, когда отстоявшаяся вода и возвратный активный ил подаются в верхнюю часть коридора. Распределительный канал отстоянной воды расположен с верхней стороны коридора, а распределительный канал иловой смеси - с нижней стороны.
Двухкоридорные аэротенки удобно применять при регенерации активного ила, когда объем регенераторов составляет 50% общего объема сооружений, а также при небольших и средних пропускных способностях станции аэрации.
Трехкоридорные аэротенки удобны для работы без регенерации ила.
Наиболее гибкими, позволяющими применить любую схему работы, являются четырехкоридорные аэротенки (рис.2). Такого вида аэротенк может работать с отдельной регенерацией ила или без нее. Если аэротенк работает без отдельн