6. Расчет сооружений по обработке осадка.

Сведем полученные значения:

О_сух = 14,0 т/сут;

И_сух = 14,5 т/сут;

V_ос = 233,3 м³/сут;

V_ила^неупл = 3625 м³/сут;

М_общ = 770,3 м³/сут.

М_сух = 28,5 т/сут.

Средняя фактическая влажность смеси осадка и ила, %, определяется по формуле:

Смесь осадка и уплотненного АИ влажностью 96,3% направляется в метантенки.

Для расчета метантенков необходимо знать количество беззольного вещества, поступающего в метантенки.

Количество беззольного вещества сырого осадка:

О_сух – количество уловленного осадка, т/сут (О_сух = 14,0 т/сут);

З_ос – зольность сырого осадка, % (З_ос = 30% или 0,3).

О_бз = 14 * (1 – 0,3) = 9,8 т/сут.

Количество беззольного вещества избыточного АИ:

И_сух – количество избыточного активного ила, т/сут (И_сух = 14,5 т/сут);

З_ила – зольность избыточного АИ, % (З_ила = 25% или 0,25).

И _бз = 14,5 * (1 – 0,25) = 10,9 т/сут.

Таким образом:

Средняя зольность сухого вещества смеси сырого осадка и АИ:

где М_бз = 20,7 т/сут;

М_сух = 28,5 т/сут.

Зсм = 100 * (1 – 20,7 / 28,5) = 27%.

6.1. Расчет осадкоуплотнителя.

Концентрация сухого вещества при 99,7%-ой влажности осадка – 3 г/л.

Из условия

найдем V_воды.

Здесь:

О_сух – количество уловленного осадка, т/сут (О_сух = 14,0 т/сут);

И_сух – количество избыточного активного ила, т/сут (И_сух = 14,5 т/сут);

V_ос – объем сырого осадка, м³/сут (V_ос = 233,3 м³/сут);

V_ила^неупл – объем неуплотненного активного ила (V_ила^неупл = 3625 м³/сут).

V_воды = V_общ – (V_ос + V_ила^неупл ) = 9500 – (233,3 + 3625,0) = 5641,7 м³/сут.

Объем зоны отстаивания:

где t – время отстаивания, принимается 1,2-2 ч (принимаем t = 2 ч).

W_отст = (9500 / 24) * 2 = 791,7 м³.

В осадочную часть поступает пульпа влажностью 98% с концентрацией по сухому веществу 20 г/л.

Происходит увеличение концентрации пульпы с 3 до 20 г/л. Объем V’_общ пульпы с концентрацией сухого вещества 20 г/л определяем уз условия равенства сухого вещества:

V’_общ = 9500 * 3 / 20 = 1425 м³/сут.

Объем зоны осадка:

г де t_упл – время уплотнения, принимается 10-12 ч, (принимаем t_упл = 12 ч).

W_упл = (1425 / 24) * 12 = 712,5 м³.

Общий объем осадкоуплотнителя:

Принимаем 2 радиальных осадкоуплотнителя по типовому проекуту №902-2-87/76 диаметром D = 18 м, с объемом отстойной зоны 788 м³ каждый.

Влажность уплотненного осадка и ила – 94-95%.

Концентрация сухого вещества при 95%-ой влажности осадка – 50 г/л.

Объем уплотненного осадка влажностью 95% составит:

V_ила^упл = 100 * (14,0 + 14,5) / (100 – 95) * 1 = 570 м³/сут.

Количество отделяющейся воды определяется по формуле:

V_{отд.воды} = V_общ – V^упл = 9500 – 570 = 8930 м³/сут.

6.2. Расчёт метантенков.

1 - метантенк; 2 - мешалка; 3 – змеевик.

В метантенк направляется смесь осадка и уплотненного АИ влажностью 95 %.

При выборе режима сбраживания следует иметь в виду, что термофильный процесс заканчивается примерно в 2 раза быстрее мезофильного и обеспечивает полную дегельминтизацию осадка, но требует дополнительного расхода топлива на подогрев метантенков. В то же время осадок, сброженный в термофильных условиях, труднее отдаёт воду для его промывки. Учитывая, что проектом предусматривается механическое обезвоживание сброженной смеси с последующей термической сушкой осадка, принимаем мезофильный режим сбраживания, что позволит полностью обеспечить процесс теплом, получаемым от сжигания газов брожения, и повысить нагрузку на фильтр-прессы.

Определение требуемаего объёма метантенка:

М_общ – общий объём осадка и избыточного ила, уплотненного в осадкоуплотнителе, м³/сут (М_общ = 570 м³/сут);

Д = 8 % – суточная доза загрузки осадка в метантенк, определяется по [1] табл. 59.

П ринимаем 3 метантенка диаметром 16,6 м, полезным объёмом одного резервуара 2500 м³, высотой верхнего конуса 2,5 м, цилиндрической части 12,5 м, нижнего конуса 3,05 м. Строительный объем: здание обслуживания – 2094 м³, газовый киоск – 136 м³.

Определим период сбраживания:

П = 100 / Д = 100 / 8 = 12,5 сут.

Определение распада беззольного вещества загружаемого осадка:

R_lim - максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка (предел сбраживания):

C_fat, C_gl, C_prt – соответственно содержание жиров, углеводов и белков, г, на 1 г беззольного вещества осадка;

k_r = 0,4 - коэффициент, зависящий от влажности осадка, определяется по [1] табл. 61.

При отсутствии данных о химическом составе осадка величину R_lim допускается принимать: для осадков из первичных отстойников – 53%; для избыточного активного ила – 44%; для смеси осадка с активным илом – по среднеарифметическому соотношению смешиваемых компонентов по беззольному веществу.

Принимаем R_lim = 48 %.

R_r = 48 – 0,4 * 8 = 45 %.

Выход газа из метантенков.

а — общий вид газгольдера в разрезе, б — затвор; 1— водяной бассейн, 2- телескоп, 3 — подвижной колокол, 4— направляющие, 5 — ролики

Принимается равным 1г на 1г распавшегося беззольного вещества.

Определение выхода газа из метантенков:

Определение общего выхода газа:

где М_бз = 20,7 т/сут.

Д ля выравнивания давления газа в газовой сети предусматриваем мокрые газгольдеры, вместимость которых рассчитывается на 2-4 часа выхода газа.

Принимаем 2 газгольдера, объемом 600 м³ каждый. Внутренний диаметр: резервуара – 11480 мм, колокола – 10680 мм. Высота: газгольдера – 15400 м, резервуара – 7390 м, колокола – 7610 м.