Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Очистные сооружения канализации. Обработка, обезвоживание и обеззараживание осадка городских сточных вод. Учебное пособие
.pdf
Расшифровка буквенных обозначений формул
V
– скорость движения жидкости в проточной зоне илоуп-
set
лотнителя, м/с; принимается по [1, табл. 58].
q0 – расчетная нагрузка на полезную площадь уплотнителя,
3
м
/(м2·ч). Принимается в зависимости от концентрации поступающего на уплотнение активного ила: при С = 2–3 г/л q0 = 0,5;
при С = 5–8 г/л q0 = 0,3. Этот параметр используется только для
расчета радиальных отстойников. Для С = 2–3 г/л влажность ила
соответственно 99,8–99,7 %. Таким образом, влажность ила Рi
можно определить по упрощенной формуле Рi = 100 – 0,1·С.
Р
влажность неуплотненного избыточного активного ила,
i –
% (см. расчет аэротенков [5]).
Р
– влажность уплотненного избыточного активного ила,
iu
%; принимается в зависимости от выбранной конструкции илоуплотнителя [1, табл. 58].
Qi – объем избыточного активного ила, м3/сут (см. расчет аэро-
тенков [5]).
K – коэффициент сезонной неравномерности прироста ила,
принимается равным 1,15–1,2. Как правило, увеличение прироста
активного ила в биологической системе наблюдается в зимний
период года, когда процессы сорбции органических веществ преобладают над процессами окисления; в летний период, напротив,
процессы окисления преобладают над процессами сорбции, поэтому в теплый период года за счет самоокисления активного ила
наблюдается повышение его зольности.
V – скорость движения жидкости в подающей центральной
трубе, принимается равной 30–100 мм/с.
N – число илоуплотнителей. Количество сооружений необходимо принимать не менее двух для возможности отключения
одного из них на ремонт или профилактическую прочистку
(можно принять один илоуплотнитель, если предусмотрено комбинированное сгущение – гравитационный уплотнитель и гравитационный ленточный или барабанный сгуститель).
t – продолжительность уплотнения, ч; принимается по [1,
табл. 58].
11
tik – продолжительность нахождения ила в иловой камере;
2
ik
π⋅
2
ik
W
R
⋅
π⋅
2
3
5
В
Г
Д
1 2 3
Б
В
В
принимается равной 8 ч при одноразовой выгрузке осадка в смену.
h1 – высота кромки уплотнителя над уровнем воды (сухой
бортик); принимается равной 0,3 м [1, п. 6.69].
h2 – высота нейтрального слоя; принимается равной 0,3 м [1,
п. 6.63].
h3 – требуемая высота иловой камеры для радиальных и вертикальных илоуплотнителей определяется соответственно по формулам:
hR=
3,
р
W
;
3
h
=
3,
в
,
где R – радиус илоуплотнителя, м.
h4 – зазор между центральной трубой и отражательным щи-
том; принимается равным 0,5 м [2]. Учитывается только при рас-
чете вертикальных илоуплотнителей.
а б
1
Рис. 1.1. Принципиальная схема уплотнения
схема а
1 –
первичный отстойник
4 –
насосная станция
А
–
В
Г
–
уплотненный избыточный активный ил; Д
6
А Б
4
5
Д Г
избыточного активного ила:
–
при
Ciw ≤ 300 мг/л;
; 2 –
; 5 –
активный ил; Б
–
неуплотненный избыточный активный ил
–
схема б
аэротенк
илоуплотнитель
–
при
Ciw > 300 мг/л;
; 3 –
вторичный отстойник
; 6 –
циркулирующий активный ил
12
преаэратор
;
–
иловая вода
4
;
;
;
C
84,4
24
84,4 67,5
100 98
−
187,5
0,78
187,5 0,78 188,28
∑
концентрация взвешенных веществ в иловой воде. Зави-
iw –
сит от гидравлической нагрузки на уплотнитель, качества загружаемого активного ила, температуры иловой смеси, конструкции
и технического состояния уплотнителя. Обычно концентрация
взвешенных веществ составляет 100–300 мг/л, при неблагоприятных обстоятельствах может увеличиваться до 500–100 мг/л.
1.2. Расчет вертикальных илоуплотнителей при уплотнении
всего избыточного активного ила (схема а)
Исходные данные активного ила, направляемого в уплотни-
тели:
• сухое вещество Ai = 6,75 т/сут;
• влажность неуплотненного ила Рi = 99,6 %;
• объем Qi = 1688 м3/сут.
М
АКСИМАЛЬНЫЙ РАСХОД ИЗБЫТОЧНОГО АКТИВНОГО ИЛА
max
1688 1,2
i
99,6 98
q⋅= =
К
ОЛИЧЕСТВО ИЛОВОЙ ВОДЫ
q−= ⋅ =
iw
3
м
/ч
3
м
/ч
П
ОЛЕЗНАЯ ПЛОЩАДЬ ИЛОУПЛОТНИТЕЛЕЙ
П
ЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ТРУБ
О
БЩАЯ ПЛОЩАДЬ ИЛОУПЛОТНИТЕЛЕЙ
67,5
F = =
3,6 0,1
⋅
84,4
f = =
3,6 30
⋅
F = + =
13
2
м
2
м
2
м
Д
9
= =
h
1
H
set
h
4
h
h
3
ИАМЕТР ИЛОУПЛОТНИТЕЛЯ
D
4 188,28
⋅
3,14 3
⋅
м
К строительству принимается три вертикальных уплотнителя
по типовому проекту 902-2-166 ([2, табл. 12.4] или табл. П2.1
приложения 2) диаметром 9 м, имеющих высоту цилиндрической
части 4,2 м и высоту конической части 5,1 м. Удаление осадка
будет производиться под гидростатическим давлением (0,9–
1,2 м вод. ст.) вначале в иловый колодец, затем самотеком в резервуар уплотненного осадка.
Илоуплотнитель желательно оборудовать полупогружной
доской, предотвращающей вынос всплывшего ила с иловой водой. Максимальный вынос взвешенных частиц наблюдается в теплый период года в результате загнивания ила в иловых камерах.
6
5
1
2
3
Рис. 1.2. Вертикальный илоуплотнитель:
1 –
центральная труба
3 –
иловая камера
иловой воды
; 4 –
; 6 –
выпуск уплотненного избыточного ила
в иловый колодец
; 2 –
отражательный щит
проточная часть
14
4
; 5 –
сборный лоток
2
;
Т
3,6 0,1 10 3,6
(
)
84,4 45
= ⋅ =
2,1
(
)
338
100 98
РЕБУЕМАЯ ВЫСОТА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ
H = ⋅ ⋅ =
set
Т
РЕБУЕМЫЙ ОБЪЕМ ИЛОВОЙ КАМЕРЫ
100 99,6 8
W
ik
Т
РЕБУЕМАЯ ВЫСОТА ИЛОВОЙ КАМЕРЫ
h⋅= =
3
Т
РЕБУЕМАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА ИЛОУПЛОТНИТЕЛЯ
− ⋅
(100 98) 3
− ⋅
3 45
3,14 4,5
⋅
( )
2
м
м
3
м
Н = 0,3 + 3,6 + 0,5 + 0,3 + 2,1 = 6,8 м
К
ОЛИЧЕСТВО УПЛОТНЕННОГО ИЛА
1688 100 99,6
Q
= =
iu
К
ОЛИЧЕСТВО ИЛОВОЙ ВОДЫ,
ОТВОДИМОЙ ИЗ УПЛОТНИТЕЛЕЙ
⋅ −
−
3
м
/сут
,
Qiw = 1688 – 338 = 1350 м3/сут
М
АССА АКТИВНОГО ИЛА, ВЫНОСИМОГО ИЗ ИЛОУПЛОТНИ-
ТЕЛЕЙ
и направляемого на повторную очистку в голову сооружений, при средней концентрации взвешенных веществ в иловой
воде 200 мг/л
А
iw
= Qiw ⋅ Ciw / 106 = 1350 ⋅ 200 / 106 = 0,27 т/сут
1.3. Расчет радиальных илоуплотнителей при уплотнении
всего избыточного активного ила (схема а)
Исходные данные избыточного активного ила, направляе-
мого в уплотнители:
• сухое вещество Ai = 50 т/сут;
•
влажность неуплотненного ила Pi = 99,5 %;
• объем Qi = 10000 м3/сут;
15
• гидравлическая нагрузка на полезную площадь илоуплот-
500
24
500 407,4
4,6
1358
нителя q0 = 0,3 м3/(м2·ч).
М
АКСИМАЛЬНЫЙ ЧАСОВОЙ РАСХОД
ИЗБЫТОЧНОГО АКТИВНОГО ИЛА
q⋅= =
К
ОЛИЧЕСТВО ИЛОВОЙ ВОДЫ
q−= ⋅ =
iw
П
ЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ТРУБ
П
ОЛЕЗНАЯ ПЛОЩАДЬ ИЛОУПЛОТНИТЕЛЕЙ
10000 1,2
max
i
99,5 97,3
100 97,3
f = =
3,6 30
407,4
F = =
−
500
⋅
3
м
/ч
3
м
/ч
2
м
2
м
0,3
О
БЩАЯ ПЛОЩАДЬ ИЛОУПЛОТНИТЕЛЕЙ
F = 1358 + 4,6 = 1362,6 м2
Д
ИАМЕТР ИЛОУПЛОТНИТЕЛЯ
При подборе диаметра количество илоуплотнителей принимается произвольно, начиная с двух (2, 3, 4…). В рассматриваемом
примере можно применить два илоуплотнителя диаметром 30 м
или три – диаметром 24 м. Предпочтение отдается последнему варианту, так как при отключении на ремонт одного сооружения оставшиеся в работе будут менее перегруженными. Из условий компоновки нежелательно применять пять илоуплотнителей.
6,13614
⋅
=D
24
=
314,3
⋅
м
К строительству принимается три радиальных уплотнителя
по типовому проекту 902-2-84/75 ([2, табл. 12.6] или табл. П2.2
16
приложения 2) диаметром 24 м, глубиной 3,4 м, строительной
(
)
500 247
0,55
(
)
1852
высотой 3,7 м.
В
ЫСОТА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ИЛОУПЛОТНИТЕЛЯ
по формуле (H = q
· tup, где tup – продолжительность уплотнения
0
(определяется
ила).
H = 0,3 ⋅ 9 = 2,7 м
Т
РЕБУЕМЫЙ ОБЪЕМ ИЛОВОЙ КАМЕРЫ
100 99,5 8
W
= ⋅ =
ik
Т
РЕБУЕМАЯ ВЫСОТА ИЛОВОЙ КАМЕРЫ
h = =
3
Т
РЕБУЕМАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА УПЛОТНИТЕЛЯ
H = 0,3 + 2,7 + 0,3 + 0,55 = 3,85 м
− ⋅
(100 97,3) 3
− ⋅
247
⋅
( )
2
3,14 12
м
3
м
Так как требуемая расчетная высота больше строительной
высоты типового уплотнителя, то в производственных условиях
интервал между выгрузками осадка будет немного сокращен.
К
ОЛИЧЕСТВО УПЛОТНЕННОГО ИЛА
10000 100 99,5
Q
= =
iu
⋅ −
100 97,3
−
3
м
/сут
К
ОЛИЧЕСТВО ИЛОВОЙ ВОДЫ,
ОТВОДИМОЙ ИЗ УПЛОТНИТЕЛЕЙ
М
АССА АКТИВНОГО ИЛА, ВЫНОСИМОГО ИЗ ИЛОУПЛОТНИ-
ТЕЛЕЙ
и направляемого на повторную очистку в голову сооружений, при средней концентрации взвешенных веществ в иловой
воде 200 мг/л
Аiw = C
,
Qiw = Qi – Qiu = 10000 – 1852 = 8148 м3/сут
⋅
Qiw / 106 = 200 ⋅ 8148 / 106 = 1,63 т/сут
iw
17
2. СГУСТИТЕЛИ
В настоящее время все чаще, особенно за рубежом, для концентрирования осадка избыточного активного ила или его смеси
с сырым осадком стали применять сгустители. Наибольшее распространение приобретают ленточные или барабанные гравитационные сгустители. При сгущении осадка в этих аппаратах возможно снижение влажности с 99,7 до 90 %. Принимаемая влажность сгущенного осадка зависит от выбранной схемы обработки
осадка. Сгустители работают эффективно при использовании катионного флокулянта, удельный расход которого составляет 2–
5 кг на тонну сгущаемого осадка. Образующийся при этом
фильтрат получается довольно чистый и имеет концентрацию
взвешенных веществ порядка 200–300 мг/л, БПК
немного выше
пол
400–500 мг/л.
Сгустители могут применяться для очистных сооружений канализации любой производительности. Процесс сгущения осадка
не зависит от природно-климатических условий. Благодаря вводу
флокулянтов объем сгущаемого осадка можно сократить в 10 и
более раз. На рисунке (см. с. 19) приведены шнековый, ленточный и дисковый сгустители, применяемые как для сгущения избыточного активного ила, так и его смеси с сырым осадком.
Расчет сгустителя сводится к определению массы и объема
сгущенного осадка, а также массы и объема загрязнений, возвращаемых в голову сооружений для повторной обработки.
18
а
дисковый
Формула
3
N K
= ⋅
№
п/п
1 2
Требуемое количество сгустите
1
лей, шт
б в
Модификации сгустителей:
а
–
шнековый; б
–
ленточный; в
–
2.1. Расчетные формулы
Параметр
.
-
19
Q
i
1
q t
⋅
Окончание таблицы
сгущ
100
(100 )
− ⋅γ
10
фил фил
1 2 3
K A Э
⋅ ⋅
1
2
Масса сгущенного осадка, т/сут
3
Объем сгущенного осадка, м
4
Расход флокулянта, кг/сут
5
Объем фильтрата, м
Масса ила, выносимого
6
с фильтратом, т/сут
3
/
сут
3
/
сут
Q
A
=
сгущ
Q
сгущ
А
= K
фл
фил
фил
i
100
A
сгущ
=
·
А
1
i
= Qi – Q
С QA⋅
=
⋅
P
· dфл
сгущ
6
Расшифровка буквенных обозначений формул
K1 – коэффициент запаса, учитывающий увеличение массы
активного ила в зимний период за счет преобладания в аэротенке
процессов сорбции над процессом окисления органических веществ, принимается 1,15–1,2.
Qi – максимальный расход избыточного активного ила,
3
м
/сут.
q – производительность сгустителя по объему согласно пас-
портной характеристике, м3/ч.
t – время работы сгустителя, ч.
Э
– эффект сгущения или масса сухого вещества, которая
сгущ
удаляется со сгущенным илом, %.
γ – плотность осадка, т/м3.
А
– сухое вещество избыточного ила, подаваемого в сгусти-
i
тель, т/сут.
dфл – доза вводимого катионного флокулянта; принимается
в зависимости от качества активного ила от 1,5 до 2,5 кг/т.
С
– концентрация взвешенных веществ в фильтрате.
фил
Обычно может быть принята в пределах 150–300 мг/л; с учетом
технического состояния аппарата, качества избыточного ила эти
значения могут быть увеличены до 250–500 мг/л.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]