Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Книги / Защита литосферы от отходов. Ветошкин А.Г. 2005 г. / Защита литосферы от отходов. Ветошкин А.Г. 2005 г.pdf
Скачиваний:
268
Добавлен:
12.06.2014
Размер:
2.76 Mб
Скачать

вещества осадка ; Cgl = 0,099 г/г; Срrt = 0,42 г/г . Количество беззольного вещества в смеси осадков — 68,2 %.

Принимаем сбраживание в условиях термофильного режима при t = 53 °C.

Выбор дозы загрузки по табл. 2.1 принимаем d = 19%.

 

Доза загружаемой в метантенк смеси

 

Таблица 2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суточная доза загружаемой в метантенк смеси

Режим сбраживания

сут, %) при влажности смеси (wос, %), не более

 

 

 

93

94

95

 

96

 

97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мезофильный

 

7

8

8

 

9

 

10

 

Термофильный

 

14

16

17

 

18

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный объем метантенка

Vм = Qсм100 = 574.100 = 3021 м3. d 19

Принимаем по табл. 2.2 n = 2 метантенка D = 15 м с полезным объе-

мом каждого Vф = 1600 м3: Нв.к = 2,35 м; Нц = 7,5 м; Нн.к = 2,6 м; Нобщ = 12,45; Нг = 1,5 м.

 

Конструктивные размеры метантенков

Таблица 2.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полез-

Высота, м

Строительный объем

 

ный объ-

 

 

 

 

 

 

D, м

верхнего

цилинд-

нижнего

здания

газового

 

ем

конуса

рической

конуса

обслу-

киоска

 

 

одного м3

 

 

 

Hвх

части Hц

Hнк

живания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12,5

1000

1,9

6,5

2,15

652

100

 

15,0

1600

2,35

7,5

2,6

2035

112

 

17,5

2500

2,5

8,5

3,05

2094

136

 

20,0

4000

2,9

10,6

3,5

2520

174

 

18,0

6000

3,15

18,0

3,5

2700

170

 

22,6

8000

4,45

16,3

3,7

2000

170

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

Фактическая доза загрузки

Дф = Vмd = 3021.19 =17,94% . Vфn 1600.2

Максимально возможное сбраживание Rlim беззольного вещества загружаемой смеси осадков определяем по формуле

Rlim = (0,92Cfat+ 0,62Cgl + 0,34Cprt)100 = (0,92 0,25 + 0,62.0,099 + 0,34.0,42)100 = 43,42 %.

Выход газа из метантенков принимаем равным 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Плотность газа ρ = 1 кг/м3.

Выход газа в % по данным табл. 2.1 и 2.3 определим по формуле

Rг = Rlim Kw Дсут = 43,42 - 0,17.17,94 = 40,37 %.

Таблица 2.3 Значение коэффициента Kw от влажности загружаемого осадка

Режим сбраживания

Значения коэффициента Kw при влажности за-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гружаемого осадка

 

 

93%

 

 

 

 

94%

 

95%

 

96%

97%

Мезофильный

1,05

 

 

 

 

0,89

 

0,72 0,31

 

0,56

0,40

Термофильный

0,455

 

 

 

 

0,385

 

 

 

0,24

0,17

Удельный выход газа составит:

 

 

 

 

 

 

 

 

rг =

 

Rг

 

 

 

40,37

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

= 0,404 м /кг.

 

 

 

100

.

p

.

 

 

 

 

 

 

100 1,0

 

 

 

 

 

Количество загружаемого беззольного вещества (в кг)

Pсм =

QсмK 1000γ(100 wсм )

=

574.0,682.1000.1,02. (100 97,1)

=11579,6 кг,

100

100

 

 

 

где K = 68,2 % - количество беззольного вещества в смеси осадков; γ = 1,02 г/см3- плотность смеси/

Съем газа в сутки

Vг = Pсм rг = 11579,6.0,404 = 4678,17 м3/сут.

Съем газа с одного метантенка в сутки

Vг.1 = Vnг = 46782 ,17 = 2339,08 м3/сут.

2.5. Методы кондиционирования осадков сточных вод.

Обезвоживание наиболее эффективно после проведения определенных операций, кондиционирующих осадок: коагуляции и флокуляции с использованием химических реагентов (обычно солей железа, алюминия, а также извести), тепловой обработки, замораживания с последующим от-

44

таиванием, аэрации, добавки примесей, обеспечивающих несжимаемость осадков при фильтровании.

Под кондиционированием осадков обычно понимают такой вид обработки, при котором осадок изменяет структуру и формы связи воды, благодаря чему лучше обезвоживается. Иными словами, кондиционирование осадков — это процесс подготовки осадков к механическому обезвоживанию.

В качестве метода кондиционирования осадков наибольшее распространение, получила реагентная обработка. Тепловая обработка, жидкофазное окисление, замораживание и оттаивание пока широкого распространения не получили.

Реагентная обработка изменяет структуру осадка и улучшает его способность отдавать влагу.

При коагуляции осадков обычно используют два или несколько реагентов. Для реагентной обработки обычно применяют коагулянты и флокулянты минерального и. органического происхождения. Из минеральных коагулянтов чаще всего применяют соли железа, алюминия и др. Используют также сочетание коагулянтов и реагентов, например хлорного железа с известью. Вместо кристаллического хлорного железа можно применять его раствор, являющийся отходом химических производств; вместо сульфата железа) более дешевый сульфат оксида железа, хотя для обработки осадков требуются при прочих равных условиях большие его дозы.

Для обработки некоторых видов осадков применяют только одну известь. Так, для кондиционирования осадков сточных вод предприятий, обрабатывающих цветные металлы, доза извести составляет 2%.

Применяемые в настоящее время минеральные коагулянты относительно дефицитны и дороги. Кроме того, их использование вызывает определенные трудности в эксплуатации установок кондиционирования: они коррозионны и относительно сложны при транспортировании, хранении, приготовлении и дозировании.

Достаточно широкое применение находят синтетические флокулянты. Они обеспечивают довольно высокую эффективность кондиционирования и снижают расходы на эксплуатацию установок.

Различают катионные, анионные и неионные флокулянты. В отечественной практике довольно широкое применение при обработке осадков находит синтетический флокулянт — полиакриламид (ПАА). Он применяется при обработке осадков сточных вод аккумуляторных заводов, цехов гальванических покрытий машиностроительных заводов, газоочисток конвертерных печей и пр.

Для обработки осадков, содержащих значительное количество органических загрязнений (зольность 25…50 %), обычно применяют катион-

45

ные флокулянты; при более высокой зольности — смесь катионных и анионных флокулянтов; для сильноминерализованных осадков — анионные соединения.

Наиболее рационально применение синтетических флокулянтов при последующей обработке осадков на центрифугах. В зависимости от вида осадка доза флокулянтов составляет 0,05…0,4 % массы сухого вещества осадка. Обезвоживание осуществляется достаточно глубоко, и влажность обезвоженного осадка может достигать 40…50 % •

С целью улучшения процесса обезвоживания используют присадочные материалы, которые способствуют формированию жесткого скелета на фильтровальной, поверхности, препятствуют слипанию частиц осадка и их деформации. В результате увеличивается пропускная способность фильтров, лучше снимается обезвоженный осадок, а фильтрат оказывается менее загрязненным. Обычно по массе добавляют три-четыре части присадочного материала на одну часть твердой фазы осадка. Практикуется также совместное применение присадочного материала и химических реагентов.

Тепловая обработка считается перспективным методом, особенно для органических осадков, имеющих зольность 30…40 %.

Сущность этого метода состоит в следующем. Осадок нагревается в герметическом резервуаре типа автоклава до температуры 150…200°С и выдерживается 0,5…2 ч. Температура нагрева и продолжительность выдерживания зависят от свойств осадка и определяются обычно экспериментально. В процессе обработки до 40 % сухого вещества осадка переходит в раствор. Осадок после тепловой обработки за короткий период времени уплотняется до влажности 92…94 %. Объем уплотненного осадка достигает 20…30 % первоначального. Осадок приобретает хорошие водоотдающие свойства, стерилен. Уплотненный осадок хорошо обезвоживается на вакуум-фильтрах (до 65…70 %) и фильтр-прессах.

При тепловой обработке подвергаются частичному разрушению все основные классы органических веществ, входящих в состав осадка; происходит гидролиз макромолекул до простых составляющих.

В процессе тепловой обработки существенно улучшаются фильтрационные свойства осадков, поэтому обезвоженные осадки имеют влажность

40…70%.

Метод тепловой обработки имеет ряд достоинств: осадок не загрязняется реагентами; непрерывен процесс; осуществляется кондиционирование и стерилизация осадка; компактна установка. К недостаткам можно отнести сложности конструктивного оформления, а также эксплуатации установки (особенно теплообменников); трудности, возникающие при очистке надиловой воды.

46