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
Из р а с ч е т а аэ р о т е н к о в
з
о
Т
л
о
Т
1,23
0,024 21 0,504
()(
)
1,08 1 5 0,504 1 0,5 1,23 5,7
• сухое вещество неуплотненного избыточного активного
ила Ai = 5,85 т/сут;
• объем неуплотненного избыточного активного ила
Qi = 1460 м3/сут;
• влажность неуплотненного избыточного активного ила
Pi = 99,6 %;
• скорость окисления органических веществ в аэротенках
ρ = 21 мг/(г·ч);
• зольность избыточного активного ила Зi = 0,3.
Р а с ч е т ны е п ар а м е т ры
аэ р о б н ог о ст а б и ли з а т о ра
• расчетная температура стабилизации осадка Тas = 20 °C;
• расчетная температура осадка, загружаемого в самые не-
благоприятные зимний и летний периоды,
= 12 °C
(зимой),
= 22 °С (летом);
• расчетная температура самого холодного периода года
Т = –39 °С (для самой холодной пятидневки) [4];
• район проектирования – Новосибирская область.
П
РОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ АЭРОБНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ
Q
= Q
smΣ
+ Qi + Qdo = 38 + 72 + 1462 = 1572 м3/сут, или 65,5 м3/ч
mud
А
= A
Σ
+ Ai + Ado = 2,5 + 4,7 + 5,85 = 13,05 т/сут
mud
β = =
q = ⋅ =
i
t−= ⋅ + ⋅ + ⋅ =
as
20 20
4,7 2,5
+
5,85
41
г/г
сут
О
(
)
625
625 5,7 3563
3
м
24
as
W
Σ
0,2 0,55 0,504 0, 48
0,77
()(
)
9,2
100
13000
БЪЕМ СОБСТВЕННО АЭРОБНОГО СТАБИЛИЗАТОРА
100 4,7 5,85 2,5
Q
sm
О
БЪЕМ ЗОНЫ ОТСТАИВАНИЯ
О
БЪЕМ ЗОНЫ УПЛОТНЕНИЯ
⋅ + +
= =
1 (100 98)
⋅ −
W = ⋅ =
as
1572 2
W⋅= =
o
131
м
3
м
/сут
3
Wu = 625 · 5 / 24 = 130 м3
О
БЩИЙ ОБЪЕМ СТАБИЛИЗАТОРА
= 3563 + 131 + 130 = 3824 м3
К строительству принимается аэробный стабилизатор из
двух секций. Длина 48 м, ширина секции 9 м, глубина 4,7 м, общий объем 4060 м3 (приложение 5).
Р
АСХОД ВОЗДУХА
тенка [5])
q = + ⋅ =
u
, кг О2/кг (аналогично расчетам для аэро-
;
0,48 1,23
q+= =
sm
1 1, 23
+
4,7 5,85 2,5 100 30
А
+ + ⋅ −
= =
т/сут
Q
K1 = 1,57 при faz/fas = 0,15; K2 = 2,68; K3 = 0,6;
0,77 9,2 10
= =
2,68 1,57 0,6 1,04 10,7 2 24
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ −
⋅ ⋅
6
( )
K4 = 1 + 0,02 · (22–20) = 1,04
С
= 8,83 · (1 + 4,4 / 20,6) = 10,7 мг/л
а
42
3
м
/ч
С
л
о
Т
(
)
2190
24
(
)
4,18 3 864 20 39 10 640
1,5
⋅
10 1,5 13000 (57 39) 1872
1484 20 39 44
2
Θ = ⋅ ⋅ + =
2190 640 1872 44 4746
Θ = + + + =
162
= 8,83 мг/л при
Т
= 22 °С – температура осадка в самый
неблагоприятный теплый период года (CT – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного
давления, принимаемая по справочным данным).
При включении в состав очистных сооружений аэробных
стабилизаторов производительность воздуходувок подбирается с
учетом суммарного расхода воздуха, нагнетаемого в аэротенки,
стабилизаторы и другие сооружения.
Р
АСХОД ТЕПЛА НА ПОДОГРЕВ ОСАДКА
1000 4,18 1572 20 12
Θ = =
po
Т
ЕПЛОПОТЕРИ ЧЕРЕЗ ПЕРЕКРЫТИЕ
Θ = ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ =
p
У
НОС ТЕПЛА С ВОЗДУХОМ
Θ = ⋅ ⋅ ⋅ + =
w
⋅ ⋅ ⋅ −
ρ = =
[1 0,00367 ( 39)] 760
3
−
1,293 760
+ ⋅ − ⋅
тыс. кДж/ч
3
−
тыс. кДж/ч
кг/м3
тыс. кДж/ч
П
ОТЕРИ ТЕПЛА В ГРУНТ
1
q
О
БЩИЙ РАСХОД ТЕПЛА
Σ
Т
РЕБУЕМЫЙ РАСХОД ТОПЛИВА
( )
3
10 4746
W⋅= =
4,18 7000
⋅
43
тыс. кДж/ч
тыс. кДж/ч
3
м
/ч
К
2,7
100
13,05 2,7 10,35
345
ОЛИЧЕСТВО РАСПАВШЕГОСЯ
СУХОГО БЕЗЗОЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА
9,2 30
A⋅= =
r
К
ОЛИЧЕСТВО АЭРОБНО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ОСАДКА
направляемого на обезвоживание,
A = − =
as
О
БЪЕМ АЭРОБНО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ОСАДКА
ПОСЛЕ УПЛОТНЕНИЯ
Q⋅= =
asu
100 10,35
1 (100 97)
⋅ −
т/сут
т/сут
м
3
/сут
,
О
БЪЕМ ИЛОВОЙ ВОДЫ
, отводимой из зоны отстаивания и уп-
лотнения и возвращаемой на повторную очистку,
Q
ил.вод
= Q
smΣ
– Q
= 1572 – 345 = 1227 м3/сут
asu
М
АССА ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
, уносимых с иловой водой в
производственную канализацию, при концентрации взвешенных
веществ в иловой воде 150–200 мг/л
А
ил.вод
= С
ил.вод
· Q
/ 106 = 150 · 1227 / 106 = 0,18 т/сут
ил.вод
44
5. ВАКУУМ-ФИЛЬТРЫ
Основными элементами вакуум-фильтров являются постоянно вращающийся барабан и корыто, в которое вводится осадок с
реагентами. В качестве реагентов чаще всего используются известь и хлорное железо или известь и сернокислое железо. Возможно применение извести в сочетании с сернокислым алюминием или флокулянтом. Известь может быть заменена любым
инертным материалом, создающим несжимаемую структуру
обезвоживаемого осадка. В качестве такого материала иногда используется подсушенный осадок. Доза вводимых реагентов зависит от вида обезвоживаемого осадка (сырой, избыточный активный ил, биопленка или сброженная смесь). При использовании
реагентов в сырой осадок известь вводится в количестве 6–10 %,
хлорное железо 1,5–3 % от массы сухого вещества осадка, для
сброженного осадка соответственно 12–20 % и 4–6 %. Для смеси
сырого осадка и уплотненного активного ила доза извести составляет 9–13 %, а хлорного железа 3–5 %. Максимальный расход
реагентов наблюдается при обезвоживании уплотненного активного ила (известь 17–25 %, хлорное железо 6–9 %). При применении сернокислого железа его доза увеличивается до 30–40 % от
массы сухого вещества осадка. Качество фильтрата составляет по
взвешенным веществам 300–600 мг/л, БПК
400–600 мг/л. Влаж-
пол
ность обезвоженного осадка (кека) может быть от 70 до 83 %, оптимальной считается влажность 75 %; при такой влажности осадок классифицируется как сыпучий материал, не пылит и не разжижается при транспортировке.
Принцип действия вакуум-фильтра состоит в следующем.
Барабан поделен на несколько секторов, в которых благодаря
распределительной головке в зависимости от его положения создается вакуум (0,04–0,067 МПа) или избыточное давление
(0,06 МПа). Барабан, погруженный в корыто на одну треть высоты, вращается со скоростью один оборот за 4–7 минут. Налипание осадка на поверхность барабана происходит в момент нахождения сектора барабана в осадке, при выходе его из корыта вакуум в этом секторе продолжает поддерживаться на рабочем уровне. При достижении сектором крайнего верхнего положения оса-
45
док обезвоживается настолько, что на его поверхности образуются множественные трещины, разрежение в секторе резко падает.
Далее в этот сектор подается сжатый воздух, происходит отдувка
налипшего на фильтровальную ткань обезвоженного осадка, затем он направляется на так называемый нож, с которого падает
на транспортерную ленту. Нож представляет собой металлическое полотно на всю длину барабана вакуум-фильтра, его верхняя
часть находится в месте съема осадка с фильтровальной ткани, а
нижняя – у транспортерной ленты, принимающей обезвоженный
осадок. Нож устанавливается под углом 70–80°, способствующим
беспрепятственному перемещению осадка на ленту. Для работы
вакуум-фильтра необходимы воздуходувка и вакуум-насос с ресивером.
К достоинствам вакуум-фильтров относится независимость
процесса обезвоживания осадка от природно-климатических условий; могут применяться для очистных сооружений любой производительности, а площадь, занимаемая цехом механического обезвоживания осадка, в сотни раз меньше требуемой площади иловых
карт. К недостаткам этого метода обезвоживания относятся: увеличение объема обезвоженного осадка на 25–35 % за счет использования большого количества реагентов; громоздкость вакуумфильтров; необходимость устройства реагентного хозяйства,
включающего дробление извести, ее затворение и приготовление
рабочего раствора (10 %-ный раствор) или наличия аппаратов для
сушки осадка. При обезвоживании осадка, прошедшего анаэробное сбраживание, требуется его обязательная промывка с большим
расходом технической воды и последующим уплотнением промытого осадка. Иловая вода после уплотнителей имеет высокую концентрацию загрязнений по взвешенным веществам (1000–
1500 мг/л) и БПК
(600–900 мг/л) (рис. 5.1, 5.2).
пол
Расчет вакуум-фильтров сводится к определению размеров
промывного резервуара и илоуплотнителей, расхода технической
воды и воздуха для промывки осадка после его анаэробного
сбраживания, объема кека, фильтрата, количества загрязнений,
сбрасываемых в голову сооружений с иловой водой после илоуплотнителей и фильтратом, расхода реагентов, производительности вакуум-насосов, воздуходувок, размеров площадок для хра-
46
нения кека и аварийных иловых площадок, рассчитанных на при-
Тип осадка
1 2 3 4 5
1.
Аккумул
и
-
1.
Упроща
-
Антисани
тар
-
Сырой осадок
стойников
Уплотненный
1.
Упрощается
ем осадка на время остановки цеха механического обезвоживания
осадка. Выбор технологической схемы обезвоживания осадка зависит от принятого метода очистки сточной жидкости и обработки осадка, от производительности очистных сооружений канализации и района проектирования (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Выбор технологической схемы обезвоживания осадка
№
п/п
и методы
его обработки
сооружений
Состав
Преимущест
ва схемы
-
Недостатки
схемы
Смесь сырого
осадка
1
и уплотненно
го избыточно
го активного
ила
2
первичных от
3
избыточный
активный ил
Аэробно ста
4
билизирован
ный осадок
рующий
резервуар
-
-
2.
фильтр
3.
складирова
ния кека
4.
площадки
-
Вакуум
-
Площадка
-
Аварийные
См. п
. 1 –
См. п
. 1 –
ется техноло
гическая схе
ма
2.
Сокращает
ся строитель
ная стоимость
-
ные условия
-
обслуживания
вакуум-филь
-
тров из-за не
-
приятного за
паха и нали
чия яиц гель
минтов
в осадке
См. п
См. п
-
-
-
-
-
. 1
. 1
технологиче
ская схема
2.
Сокраща
-
-
См. п
. 1
ются капи
тальные затра
ты
3.
Уменьша
ется расход
реагентов
4.
Отсутствует
запах
-
-
-
В осадке при
-
сутствуют
яйца гель
-
минтов
-
-
47
Окончание табл. 5.1
1 2 3 4 5
1.
Промывной
щадки
1.
При те
р
-
1. То же,
что
гентов
60
mts pr
Q t
Q Q d
= ⋅
Сброженная
в мезофиль
ных или тер
мофильных
5
условиях
смесь сырого
осадка и избы
точного ак
тивного ила
Сброженный
в мезофиль
ных или тер
6
мофильных
условиях сы
рой осадок
резервуар
2.
Илоуп
лотнитель
3.
-
-
-
Насосные
станции пере
качки
4.
Аккумули
рующий ре
зервуар
5.
Вакуум
-
фильтр
6.
Площадка
для складиро
вания кека
7.
Резервные
иловые пло
-
-
-
См. п
-
-
-
-
мофильном
сбраживании
осадок де
-
гельминтиру
ется
2.
Отсутству
ет неприят
ный запах
-
-
-
-
-
-
. 5
и для п
2. В
нии с п
сокращается
расход реа
. 5
сравне
. 5
-
-
5.1. Расчетные формулы узла обезвоживания осадка
с вакуум-фильтрами
При мезо
фильном
-
сбраживании
осадок зара
жен яйцами
гельминтов
См. п
. 5
-
№
п/п
Параметр
1 2 3
Объем промывного резервуара
1
3
м
Расход воздуха в промывном
2
резервуаре, м
3
/ч
48
,
W⋅=
Формула
pr
pr mts
Таблица 5.2
Окончание табл. 5.2
u mts u
W Q t
= ⋅
(
)
mts sm uo
Q P P
iw mts uo
Q Q Q
iw iw
iw
L Q
Q Q
⋅
iw iw
iw
C Q
Q Q
mt
A
mt r
A D
⋅
HCl HC l
F D b
rs rs
Q t
⋅
r rb
Q t
⋅ ⋅
w w wf
Q D F
= ⋅
k k
P
k k
W t
h
⋅
mt ai
Q k t
h k
⋅ ⋅
1 2 3
3
Объем илоуплотнителя, м
Количество уплотненного
4
осадка, м
3
/
сут
Количество иловой воды, воз
5
вращаемой в голову сооруже
3
ний, м
/
сут
Увеличение загрязнений в ис
6
ходной сточной жидкости
при возврате иловой воды, мг/л
7
Площадь вакуум-фильтров, м
8
Расход реагентов, т/сут
Расход ингибированной соля
9
ной кислоты, т/год
3
Q Q
= −
uo m ts
-
-
-
= −
L
∆ =
2
-
C
∆ =
1000
F
=
wf
t q
Q
=
r
HCl
wf
=
Q
⋅ −
100
+
⋅
+
⋅
wf wf
a
⋅ ⋅
1000
P
−
uo
⋅
a
⋅
10
Площадь склада реагентов, м
11
Объем расходных баков, м
Количество воздуха, откачи
12
ваемого из вакуум-фильтров
и нагнетаемого в него, м
13
Объем кека, м
Площадь для складирования
14
кека, м
Площадь аварийных иловых
15
площадок, м
2
3
/
сут
2
2
3
-
3
/
мин
W
W
F
=
rb
=
k
γ ⋅ −
F
k
F
=
i
=
h
rs
100
b
rb
100
⋅
100
( )
=
k
⋅
i
A
mt
2
49
(
)
24
Q n
⋅ +
1 100
3
м
Расшифровка буквенных обозначений формул
Q
– объем смеси сброженного осадка и промывной воды,
mts
/ч; определяется по формуле
1
Q
mts
mt
=
,
где Qmt – объем осадка, поступающего из метантенка, м3/сут;
n – количество промывной воды, м3/м3. Согласно [1, п. 6.369]
принимается для сброженного сырого осадка равным 1–
1,5 м3/м3, для сброженной в мезофильных условиях смеси
сырого осадка и избыточного активного ила 2–3 м3/м3, для
сброженной в термофильных условиях смеси сырого осадка
и избыточного активного ила 3–4 м3/м3.
tpr – продолжительность промывки, принимается равной 15–
20 мин [1, п. 6.370].
d – удельный расход воздуха, принимается равным 0,5 м3 на
3
м
аэрируемой смеси [1, п. 6.370].
tu – продолжительность уплотнения. Согласно [1, п. 6.371]
принимается для промытого осадка, прошедшего мезофильное
сбраживание, 12–18 ч; термофильное 20–24 ч.
Р
– влажность смеси сброженного осадка и промывной во-
sm
ды, определяется по формуле
A
P
= − ⋅
sm
W
mt
sm
,
где Аmt – сухое вещество сброженного осадка, т/сут.
Puo – влажность уплотненного осадка. Зависит от конструк-
ции уплотнителя, принимается равной 94–96 % [1, п. 6.37].
Liw – БПК
в иловой воде, принимается равной 600–900 мг/л
пол
[1, п. 6.371].
С
– взвешенные вещества в иловой воде, принимаются рав-
iw
ными 1000–1500 мг/л [1, п. 6.371].
Q – производительность очистных сооружений канализации,
3
м
/сут.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]