Обработка осадков

53

no

где, nо – число выгрузок осадка из первичных отстойников в сутки, принимаемое по результата расчета этих отстойников.

Размеры рассматриваемого сооружения определяются конкретными условиями его размещения и конструкцией в соответствии с методикой расчета усреднителей расхода сточных вод.

2. Сбраживание осадка

Осадки, имеющие в своем составе значительные количества огранических веществ, подвержены загниванию. Этот процесс сопровождается выделением зловонных запахов, образованием коллоидных и мелкодисперсных частиц, что не приятно не только с эстетической точки зрения, но и приводит к ухудшению влагоотдающих свойств таких суспензий.

Для избежания нежелательных последствий осадки подвергают стабилизации, т.е. предотвращению загнивания, основанному на изменении их физико-химических свойств, сопровождающемуся подавлением жизнедеятельности гнилостным бактерий (микроорганизмов кислотного брожения).

Стабилизация может достигаться различными методами, наиболее часто используемыми из них, являются анаэробное и аэробное сбраживания осадков, реализуемые, соответственно, в метантенках и аэробных стабилизаторах (сбраживателях).

54

Выбор процесса сбраживания следует осуществлять в зависимости от дальнейшей обработки осадков с учетом возможной их утилизации на основе технио-экономических расчетов. Предварительно определится можно используя обобщенные эксплутационные данные:

•при производительности очистных сооружений до 50000 м3/сут – экономически выгодно аэробное сбраживание;

•при производительности очистных сооружений от 50000 до 100000 м3/сут - аэробное и анаэробное сбраживания экономически равноценны;

•при производительности очистных сооружений свыше 100000 м3/сут - экономически целесообразно анаэробное сбраживание.

2.1. Метантенки

Метантенки применяют для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод с целью их стабилизации и получения метансодержащего газа бражения в зависимости от состава осадка, наличия в нем веществ, тормозящих процесс сбраживания и влияющих на выход газа. Совместно с указанными осадками допускается подача в рассматриваемые сооружения и других сбраживаемых органических отходов после измельчения (например: домового мусора, отбросов с решеток, производственных органических отходов и т.д.)

Процесс анаэробного сбраживания в метантенках может осуществляться в двух температурных режимах:

•мезофильном (при температуре 330С);

•термофильном (при температуре 530С).

Выбор режима сбраживания осуществляется исходя из методов последующей обработки осадков и их возможной утилизации, а так же санитарных требований. При этом следует учесть, что суточная доза

55

загружаемого в метантенк осадка при термофильном режиме сбраживания всегда выше, чем при мезофильном. Окончательно определить режим сбраживания можно только путем технико-экологического сравнения вариантов.

Для поддержания принятого температурного режима в метантенке необходимо предусматривать:

•загрузку осадка в метантенки, как правило, равномерную в течении суток;

•обогрев метантенков острым паром, выпускаемым через устройства, либо подогрев подаваемого в метантенк осадка в

теплообменных аппаратах.

Необходимую вместимость, т.е. суммарный рабочий объем метантенков, определяют в зависимости от фактической влажности осадка, поступающего в эти сооружения, по суточной дозе загрузки по формуле, м3:

V =100Q , (114)

Д

где: Q – суточный расход сбраживаемого осадка, м3/сут;

Д – суточная доза загружаемого в метантенк осадка, %, принимаемая: для осадков городских сточных вод – по табл.6, а для осадков производственных сточных вод – по эксперементальным данным.

При наличии в сточных водах ПАВ величину суточной дозы загрузки, Д, необходимо проверить по выражению

56

при чем: Дпав – предельно допустимая загрузка рабочего объема метантенка по ПАВ в сутки, г/м3, принимаемая по табл.7;

Спав – содержание ПАВ в осадке, мг/г сухого вещества осадка, определяемое по эксперементальным данным или в случае их отсутствия по табл.8.

W – влажность загружаемого в метантенк осадка, %. Примечание: Если значение суточной дозы загрузки осадка в

метантенк, полученное по выражению (115), меньше указанного в табл.6 для данной влажности осадка, то рабочий объем метантенков следует определять по этому значению дозы загрузки, а если ровно или больше – по значению приведенному в табл. 6.

Таблица 6

Значения суточной дозы загрузки осадка в метантенк

57

Таблица 7 Значения предельно допустимой загрузки рабочего объема метантенка по

ПАВ

Таблица 8

Содержание ПАВ в осадке

При поступлении в метантенк смеси осадков из первичных отстойников и избыточного активного ила влажность сбраживаемого осадка и содержание в нем ПАВ следует определять по формуле "смешения", т.е.

59

разработанным ведущими проектно-конструкторскими институтами и фирмами.

Рис. 9. Железобетонный метантенк конструкции института "Гипрокоммунводоканал" (Полезный (рабочий) объем – 2100 м3)

Рис. 10. Конструкции метантенков, применяемых на очистных сооружениях ряда городов Западной Европы (по данным фирмы "АльфаЛаваль", Швеция)

а –Баден-Баден (V1 = 1250 м3); б – Висбаден (V1 = 3000 м3); в – Вупперталь (V1 = 6100 м3); г – Штутгарт (V1 = 7500 м3); д – Дюссельдорф

(V1 = 8000 м3); е – Нюрнберг (V1 = 10800 м3).

60

Общее число метантенков принимается с учетом резервных сооружений, производительность которых составляет не менее 50% производительности рабочих.

Суммарный выход газа от сбраживания осадка, м3/сут,

здесь: у′ - удельный выход газа, м3/кг беззольного вещества сбраживаемого осадка;

Мбез – количество беззольного вещества в сбраживаемом осадке,

т/сут.

Удельный выход газа, м3/кг, получаемый при сбраживании зависит от степени распада беззольного вещества осадка, загруженного в метантенк. Так как, рекомендуется принимать, что 1 г газа выделятся при разложении 1 г беззольного вещества осадка, а его удельный вес составляет 1 кг/м3, то искомую величину у` можно определить по формуле:

где: a – предел сбраживания беззольного вещества загруженного в метантенк осадка, %;

k – коэффициент, зависящий от влажности сбраживаемого осадка и режима сбраживания, (табл. 9);

Д – принятая суточная доза загрузки осадка, в соответствии с примечанием на стр. 56.