8.3. Расчет сооружений по обработке осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила

В связи с тем, что предполагается совместная обработка осадков из первичных отстойников и избыточного активного ила, необходимо предварительно определить расход их смеси и ее усредненную влажность.

Суточный расход осадка из первичных отстойников, м³/сут:

где V_ос – объем осадка, накапливаемого в первичных отстойника за сутки, V_ос = 206 м³/сут.

Суточный расход избыточного активного ила, м³/сут:

Здесь q_р – часовой расход избыточного активного ила от одного аэротенка, q_р = 112,2 м³/ч;

N – число рабочих аэротенков, N = 2 шт.

Усредненный суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м³/сут:

Усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %:

где W_о – влажность осадка из первичных отстойников (табл. 8), W_о=98,3 %;

W_и – влажность избыточного активного ила (табл. 8), W_и = 99,5 %.

8.3.1. Расчет радиальных уплотнителей

Максимальный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м³/ч:

где q_ос1 – расход осадка при его выгрузке из одного первичного отстойника (расчет первичных отстойников), q_ос1 = 20,6 м³/ч.

Расход активного ила от аэротенков одной ступени, м³/ч:

Концентрация ила по сухому веществу в избыточном активном иле от аэротенков одной ступени, г/л:

Здесь s – зольность активного ила , s = 0,3;

а_и – концентрация возвратного активного ила по беззольному веществу, а_и = 10,25 г/л.

Усредненная концентрация активного ила в смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, г/л:

где N – число ступеней аэротенков, N = 1;

j – порядков номер ступени аэротенков;

n – число отстойников в группе, из которой осадок выгружается одновременно, т.к. число рабочих первичных отстойников составляет 5 шт., n= 1;

i – порядковый номер отстойника в группе, из которой осадок выгружается одновременно.

Полезная площадь одного уплотнителя, м²:

где n_у – число рабочих уплотнителей, n_у = 2 шт.;

q₀ – расчетная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя, q₀ = 0,1 м³/(м²∙ч).

Рабочая глубина уплотнителя, м:

здесь t – продолжительность уплотнения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, t = 11,8 ч (график зависимости продолжительности уплотнения от концентрации избыточного активного ила рис.4 [6]).

Принимаем h₁ = 1,2 м.

Площадь поперечного сечения центральной впускной трубы, м²:

где v_тр – скорость движения уплотняемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубе, v_тр = 0,1 м/с.

Диаметр центральной впускной трубы, м:

Принимаем d_тр = 0,7 м.

Диаметр и высота раструба центральной впускной трубы, м:

Принимаем d_р = h_р = 0,95 м.

Площадь раструба по верхней кромке, м²:

Площадь зеркала уплотнителя, ограниченная полупогружным кожухом, м²:

где, v_заз – скорость движения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в зазоре между верхней кромкой раструба центральной впускной трубы и полупогружным кожухом, v_заз = 20 мм/с.

Общая площадь уплотнителя, м²:

Диаметр уплотнителя, м:

Принимаем D = 40 м.

Число резервных уплотнителей, шт.:

Принимаем n_ур = 2 шт.

Общее число уплотнителей, шт.:

Диаметр полупогружного кожуха, м:

Принимаем d_к = 1,8 м.

Глубина погружения кожуха, м:

Принимаем h_к = 0,4 м.

Диаметр отражательного щита, м:

Принимаем d_щ = 1,3 м.

Высота зазора между верхней кромкой раструба центральной впускной трубы и отражательным щитом, м:

Здесь v_з – скорость движения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в зазоре, v_з = 0,1 м/с.

Принимаем h_заз = 0,15 м.

Объем уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в одном уплотнителе, м³:

где W₁ – усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W1 = W = 99,48 %;

W₂ – влажность уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W2 = 97 % (табл. 5 в [6]);

t_ил – продолжительность пребывания уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в осадочной части уплотнителя, t_ил = 12 ч.

Расход уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из одного уплотнителя, м³/ч:

где t_ос – продолжительность выгрузки уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из уплотнителя, t_ос=2 ч.

Диаметр трубопровода для удаления уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м:

Здесь v_ос – скорость движения уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, v_ос= 0,1 м/с.

Принимаем d_ос = 0,7 м.

Диаметр приямка, м:

где k_п – коэффициент запаса, k_п = 1,1.

Принимаем D_п = 2,3 м.

Глубина осадочной части уплотнителя, м:

где i – уклон днища уплотнителя в сторону приямка, i = 0,05.

Принимаем h₂ = 1 м.

Полная глубина уплотнителя, м:

Здесь h₃ – высота бортов уплотнителя, h₃ = 0,3 м.

Принимаем Н = 2,5 м.

Полная глубина уплотнителя с учетом приямка, м:

где h_п – глубина приямка, h_п = 1 м.

Высота слоя уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в уплотнителе, м:

Принимаем h_ос = 0,8 м.

Диаметр трубопровода подачи уплотняемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к одному уплотнителю, м:

где v'_тр – скорость движения смеси в трубопроводе, v'_тр = 3 м/с.

Принимаем D_тр = 0,15 м.

Диаметр коллектора, подводящего смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к уплотнителям, м:

Принимаем D_к = 0,2 м.

Максимальный расход жидкости, отделяемой в процессе уплотнения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м³/ч:

Диаметр трубопровода для отвода отделенной жидкости на очистку, м:

Здесь v"_тр – скорость движения жидкости в трубопроводе, v"_тр=3м/с.

Принимаем D'_тр = 0,15 м.

Диаметр коллектора, подводящего отделенную жидкость к очистным сооружениям, м:

где v"_тр – скорость движения жидкости в коллекторе, v"_тр = 3 м/с.

Принимаем D'_к = 0,2 м.

Ширина водосборного лотка, м:

где k_л – коэффициент запаса, k_л = 1,25.

Принимаем b_л = 0,5 м.

Глубина жидкости в водосборном лотке, м:

Здесь v_л – скорость движения жидкости в лотке, v_л = 1 м/с.

Высота водослива, м:

где ∆h – высота водослива над уровнем воды в водосборном лотке, ∆h=0,5м.

Принимаем h_в = 0,6 м.

Высота наружного борта водосборного лотка, м:

Наружный диаметр водосборного лотка, м:

Расход уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, отводимой на дальнейшую обработку, м³/ч,

где n'_у – количество уплотнителей, из которых уплотненная смесь отводится одновременно, n'_у = 1 шт. (т.к. n_у = 2 шт., а t_ос = 2 ч.).

Диаметр коллектора, отводящего уплотненную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку, м:

Принимаем D_ос = 0,7 м.

Расчетная схема радиального уплотнителя приведена на рис. 5.