Обработка осадков
.pdf21
Таблица 3 Средние значения продолжительности уплотнения и влажности
сырых и уплотненных осадков из сооружений очистки сточных вод
Сооружение |
Продолжительность |
Влажность осадка, % |
||
уплотнения, ч |
Сырого |
|
Уплотненного |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Песколовки |
4…6 |
70…80 |
|
55…60 |
|
|
|
|
|
Отстойники |
5…7 |
98,0…98,5 |
|
96…97 |
|
|
|
||
8…10 |
|
95,0…95,5 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Флотаторы |
5…7 |
95…98 |
|
93…95 |
|
|
|
||
8…10 |
|
92…93 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
От установок |
|
|
|
|
реагентной |
|
80…85 |
|
70…77 |
нейтрализации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полезная площадь уплотнителя, м2, |
|
|
||
|
F |
=Vпол |
, |
(39) |
|
пол |
h1 |
|
|
|
|
|
|
где, h1 – рабочая глубина уплотнителя, h1=1,5…5,0 м.
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
Dл |
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
Dk |
|
|
|
h3 |
|
|
dщ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
hв |
|
|
bл |
hk |
hзаз |
dр |
hтр |
|
|
h1 |
|
|||
H′ |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
dвп |
hp |
|
|
h2 |
|
|
|
|
|
|
hп |
|
|
dтр |
hос |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dос |
|
|
|
|
|
|
Dп |
|
|
|
|
|
Рис. 3 Расчетная схема радиального уплотнителя |
hл h′л
dтр
23
При уплотнении избыточного активного ила или смеси сырого осадка с избыточным активным илом расчет сооружения производится по нагрузке на площадь зеркала уплотнителя. Тогда полезная площадь Fпол, м2, и рабочая глубина h1, м, будут равны, соответственно:
Fпол = qmax
nyqo
h1 = q0t
,(40)
,(41)
здесь: q0 – расчетная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя,
м3/(м2 ч), принимаемая в зависимости от усредненной концентрации поступающего на уплотнение избыточного активного ила Сил (усредненной концентрации ила в смеси сырого осадка и избыточного ила С) (табл.4));
t – продолжительность уплотнения, определяемая для избыточного активного ила по табл.5, а для смеси сырого осадка и избыточным активным илом – по рис.4 в зависимости от усредненной концентрации ила в смеси.
Усредненная концентрация ила в избыточном активном иле, г/л,
|
N |
|
|
|
|
∑ qилjcилj |
|
|
|
Сил = |
j=1 |
, |
(42) |
|
N |
||||
|
|
|||
|
∑ qилj |
|
|
|
|
j=1 |
|
|
24
где: Силj – концентрация ила по сухому веществу в избыточном активном иле от аэротенков j – ой ступени, г/л.
Таблица 4 Расчетная нагрузка на площадь зеркала радиального уплотнителя
Усредненная концентрация ила в |
|
избыточном активном иле Cил (в |
Расчетная нагрузка на зеркало |
смеси сырого осадка и избыточного |
уплотнителя q0, м3/(м2 ч) |
активного ила С), г/л. |
|
|
|
2…3 |
0,5 |
|
|
3…5 |
0,4 |
|
|
5…8 |
0,3 |
|
|
8…10 |
0,2 |
|
|
Более 10 |
0,1 |
|
|
Усредненная концентрация ила в смеси сырого осадка и избыточного активного ила, г/л,
|
|
N |
|
|
|
∑ qилjcилj |
|
C = n |
j=1 |
. (43) |
|
N |
|||
|
∑qосi + ∑ qилj |
||
|
|
||
|
i=1 |
j=1 |
|
Далее расчет производится не зависимо от вида уплотняемого
осадка.
25
14
12
10
8
t, ч
6
4
2
0
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
C, г/л
Рис. 4. Зависимость продолжительности уплотнения от концентрации избыточного активного ила
Общая площадь уплотнителя, м2, |
|
Fобщ = Fпол + fk , |
(44) |
при чем, fk – площадь зеркала уплотнителя, ограниченная полупогружным кожухом, м2.
26
Таблица 5
Средние значения продолжительности уплотнения и влажности избыточных и уплотненных активных илов.
Характеристика |
Продолжительность |
Влажность активного ила, % |
||
|
|
|||
избыточного |
уплотнения, ч |
Избыточного |
Уплотненного |
|
активного ила |
||||
|
|
|
||
Иловая смесь из |
|
|
|
|
аэротенков с |
5…8 |
99,1…99,2 |
97,3 |
|
концентрацией |
||||
|
|
|
||
1,5…3,0 г/л. |
|
|
|
|
Активный ил из |
|
|
|
|
вторичных |
|
|
|
|
отстойников с |
9…11 |
98,8…99,0 |
97,3 |
|
концентрацией |
|
|
|
|
4,0…6,0 г/л. |
|
|
|
|
Активный ил из |
|
|
|
|
вторичных |
|
|
|
|
отстойников с |
12…15 |
98,5…98,7 |
97 |
|
концентрацией |
|
|
|
|
6,0 г/л и более |
|
|
|
Площадь зеркала уплотнителя, ограниченная полупогружным кожухом, м2,
f = qmaxvзаз + f , (45)
к 3,6nу p
где: vзаз – скорость движения осадка в зазоре между верхней
кромкой раструба центральной трубы и полупогружным |
кожухом, |
vзаз ≤ 20 мм/с; |
|
fp – площадь раструба по верхней его кромке, м2. |
|
27
Площадь раструба, м2,
f p = |
πd 2p |
, |
(46) |
|
|||
|
4 |
||
|
|
|
здесь: dp – диаметр раструба центральной трубы, м, определяемый по формуле (15).
Диаметр полупогружного кожуха и глубина его погружения, соответственно, м,
dk = 4πfk
hk = 0,3h1
, (47)
. (48)
Диаметр центральной трубы и высоту ее раструба следует рассчитывать, соответственно, по выражениям (11) и (15).
При чем, глубина погружения этой трубы, м,
hтр = 0,1h1 |
, |
(49) |
|
Кроме того, диаметр отражательного щита dщ, м, можно определять по формуле (17), высоту зазора между верхней кромкой раструба центральной трубы и указательным щитом hзаз, м, - по формуле (18), а так же диаметр трубопровода для удаления уплотненного осадка
28
dос, м, - по формуле (21) с использованием формул (22) и (23), принимая влажность уплотненного осадка, соответственно, по табл. 4 и 5.
Глубина осадочной части уплотнителя, м,
h |
= (D − D )i , |
(50) |
2 |
п |
|
где: D – диаметр уплотнителя, м; Dп – диаметр приямка, м;
i – уклон днища уплотнителя в сторону приямка, i = 0,05. Диаметр радиального уплотнителя, м,
D = |
4Fобщ . |
(51) |
π |
|
|
|
|
Примечание. Диаметр радиального уплотнителя должен находится в пределах 9…54 м. Если это условие не выполняется, следует скорректировать число рабочих уплотнителей n.
Диаметр приямка, м,
Dп = dтр + 2kпdос , (52)
при этом, kп = 1,10…1,25.
Полная глубина уплотнителя определяется по формуле (24), а его глубина с учетом приямка, м,
H ′= H + hп , (53)
29
где, hп – глубина приямка, hп = 0,5…1,0 м.
Высота слоя уплотненного осадка в уплотнителе, м,
h |
= 3 |
3V i2 |
. (54) |
oc1 |
|||
ос |
|
π |
|
|
|
|
Далее расчет производится аналогично вертикальному уплотнителю.
1.3. Флотационные уплотнители
Флотационное уплотнение (сгущение) позволяет предотвратить загнивание активного ила, сократить продолжительность его первичной обработки и уменьшить объемы сооружений. При наличии резервуара – регулятора расхода осадка из первичных отстойников возможно совместное уплотнение избыточного активного ила и указанного осадка. В то же время, для сокращения объема означенного резервуара, лучшего уплотнения смеси, улучшения ее структуры и снижения удельного сопротивления в данный резервуар целесообразно подавать промывную воду от скруберов газоочистки после термической сушки осадков, фильтрат от вакуум – фильтров и фильтр-прессов, а так же промывную воду от регенерации фильтрованной ткани этих фильтров. Кроме того, разработана технология очистки сточных вод с совместным уплотнением осадка первичных отстойников и активного ила, предусматривающая обработку такой смеси с содержанием сточной воды 5 % и более от общего количества активного ила.
30
Как правило, уплотнение осуществляется методом напорной флотации с использованием рабочей жидкости или с непосредственным насыщением уплотняемой суспензии воздухом. Наибольший эффект достигается при применении напорной флотации с насыщением воздухом рециркулирующей рабочей жидкости, в качестве которой обычно используют образующийся в процессе уплотнения или обезвоживания фугат.
Поэтому далее рассматрим методику расчета флотационной установки, работающей по указанному принципу. Принципиальная схема такой установки представлена на рис. 5.
В практике уплотнения избыточных илов, осадков из первичных отстойников или их смесей обычно используют флотаторы радиального типа, имеющие круглую форму в плане. Наиболее распространенная конструкция этих сооружений представлена на рис. 6.
Расчет флотаторов начинают с определения необходимого удельного содержания воздуха в уплотняемой субстанции, м3/м3,
W p |
= |
h1 B p (f p (Pн − Pф )10 ) |
|
|
,(55) |
||
|
|
Сн |
|
где: h1 – рабочая глубина флотатора (глубина зоны флотации), h1 = 1…3 м;
Bp – удельное количество растворенного воздуха, выделившегося при снижении давления с уровня давления насыщения до уровня рабочего давления в флотаторе, м3/м3;