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
twf – продолжительность работы вакуум-фильтров, рекомен-
дуется принимать равной 8, 16, 20 часов в сутки.
qwf – производительность вакуум-фильтра, кг на м2 фильт-
рующей поверхности; принимается по [1, табл. 62].
Dr – доза реагента, % к массе сухого вещества осадка; при-
нимается согласно [1, п. 6. 373].
a – содержание чистого продукта. Для хлорного железа при-
нимается 95 %, извести 60 %, ингибированной кислоты 27,5 %.
D
– удельный расход 20 %-ной ингибированной соляной
HCl
кислоты, л на м2 фильтрующей поверхности. Согласно [1,
п. 6.376] принимается для вакуум-фильтров со сходящим полотном 20 л, для других типов – 50 л.
b
– крепость раствора ингибированной соляной кислоты, %.
HCl
trs – продолжительность хранения реагента на складе. Со-
гласно [1, п. 6.377] принимается для хлорного железа 20–30 сут,
для извести 16 сут.
hrs – высота складирования реагента; принимается при хра-
нении хлорного железа в бочках или полиэтиленовых мешках до
2 м, а для извести насыпью – 1,5 м.
trb – продолжительность хранения реагента в расходном баке,
принимается равной 2 сут.
brb – концентрация рабочего раствора реагента, принимается
равной 10 % [1, п. 6.373, 6.375].
Dw – удельное количество воздуха. Согласно [1, п. 6.379]
принимается при создании вакуума 0,5 м3/(мин·м2), при отдувке
кека 0,1 м3/(мин·м2).
Р
– влажность кека, %; принимается по [1, табл. 62].
k
tk – продолжительность хранения кека на открытой площад-
ке, ориентировочно равна 4–5 мес.
hk – высота насыпи кека, принимается равной 1,5–2 м.
t
– период, в течение которого осадок может поступать на
ai
аварийные иловые площадки. Принимается равным 73 сут согласно [1, п. 6.386].
hi – нагрузка на иловые площадки, м
3
/ (м2·год); принимается
по [1, табл. 64].
k
– коэффициент, учитывающий климатические условия рай-
она проектирования, принимается по [1, рис. 3].
51
k2 – коэффициент, учитывающий устройство оградительных
(
)
75
24
= =
25
60
= =
75 0,5 38
= ⋅ =
валиков и дорог. Принимается в зависимости от производительности ОСК в пределах 1,2–1,4 (меньшие значения для крупных
станций, большие – для станций небольшой производительности
(от 0,5 тыс. м3/сут)).
5.2. Расчет узла обезвоживания осадка
с вакуум-фильтрами
Исходные данные:
• суточный расход сточной жидкости, поступающей на ОСК,
Q = 50000 м3/сут;
• масса сухого вещества осадка, выгружаемого из метан-
тенков, Amt = 9,55 т/сут;
• объем осадка, выгружаемого из метантенков, равен объе-
му осадка, загружаемого в метантенки, Qmt = 450 м3/сут;
• влажность осадка, выгружаемого из метантенков, Рmt =
= 97,9 %;
• концентрация взвешенных веществ в исходной сточной
жидкости, поступающей на ОСК, Cen = 200 мг/л;
• значение БПК
в исходной сточной жидкости, посту-
пол
пающей на ОСК, Len = 200 мг/л.
О
БЪЕМ ПРОМЫВНОГО РЕЗЕРВУАРА
альному проекту), каждый полезной емкостью 12,5 м3.
450 1 3
Q
mts
⋅ +
W
pr
75 20
3
м
/ч, или 1800 м3/сут
⋅
3
м
/ч
К строительству принимается два резервуара (по индивиду-
К
ОЛИЧЕСТВО ВОЗДУХА,
НАГНЕТАЕМОГО В ПРОМЫВНОЙ РЕЗЕРВУАР
3
м
Q
pr
/ч, или 0,63 м3/мин
52
,
О
75 15 1125
(
)
1800 180
100 95
−
1 100 99,5
1
2
3 4 5 6 7
8
10
БЪЕМ ИЛОУПЛОТНИТЕЛЯ
W = ⋅ =
3
м
u
К строительству принимается два радиальных илоуплотнителя по типовому проекту 902-2-83/76 ([2, табл. 12.6] либо
табл. П2.2 приложения 2) диаметром 18 м, глубиной 3,4 м и полезным объемом 788 м3.
К
ОЛИЧЕСТВО УПЛОТНЕННОГО ОСАДКА
1800 99,5 95
Q
= − =
uo
т
= − ⋅ =
sm
⋅ −
9,55
1800
3
м
/сут
%
При этом количество иловой воды, возвращаемой в голову
сооружений,
Qiw = 1800 – 180 = 1620 м3/сут
9
11
Рис. 5.1. Принципиальная схема обезвоживания осадка
на вакуум-фильтрах:
1 –
метантенк
4 –
насосная станция
7 –
реагенты
; 2 –
промывной резервуар
; 5 –
; 8 –
вакуум-фильтр
для кека
; 3 –
илоуплотнитель
аккумулирующий резервуар
; 9 –
; 11 –
возврат фильтрата
транспортер
; 10 –
; 6 –
площадка
;
смеситель
;
53
29
50000
∆ = =
40
50000
∆ = =
200 29 229
200 49 249
7 8 10
0.00
10.08
0.70
3
11.00
5 6
FeCl3
Ca(OH)2
0.00
1
2
4
Рис. 5.2. Высотная схема движения осадка:
1 –
метантенк
4 –
насосная станция
7 –
вакуум-фильтр
У
ВЕЛИЧЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ИСХОДНОЙ СТОЧНОЙ
ЖИДКОСТИ ПРИ ВОЗВРАТЕ ИЛОВОЙ ВОДЫ
В ГОЛОВУ СООРУЖЕНИЙ
; 2 –
промывной резервуар
; 5 –
аккумулирующий резервуар
; 8 –
нож
; 9 –
транспортер
; 3 –
; 10 –
9
илоуплотнитель
; 6 –
смеситель
площадка для кека
;
;
Тогда фактические загрязнения в исходной сточной жидкости увеличатся в сравнении с исходными значениями по БПК на
29 мг/л, по взвешенным веществам – на 40 мг/л и составят
После определения величин фактических загрязнений производится пересчет первичных отстойников и аэротенков.
L
900 1620
⋅
f
L L L= +∆ = + =
en en
f
C C C= +∆ = + =
en en
мг/л;
54
1500 1620
C
⋅
мг/л
мг/л
мг/л
П
30
16 20
= =
0,4
95
1,9
60
1,4
6
2
= =
19
= =
8
10
= =
ЛОЩАДЬ ВАКУУМ-ФИЛЬТРОВ
1000 9,55
F
wf
⋅
2
м
⋅
К монтажу принимается два вакуум-фильтра (один рабочий
и один резервный) марки БОУ 40-3,4 [2, табл. 37.3] с поверхностью фильтра 40 м2, диаметром барабана 3,4 м, частотой вращения барабана 0,1–1,45 об/мин, мощностью электродвигателя
8 кВт.
Р
АСХОД ХЛОРНОГО ЖЕЛЕЗА
Р
АСХОД ИЗВЕСТИ
Р
АСХОД
Q
= =
HCl
1000 27,5
20 %-
40 50 20
⋅ ⋅
⋅
НОЙ ИНГИБИРОВАННОЙ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ
Q⋅= =
FeCl
3
Q⋅= =
CaO
т/год, или 3,8 кг/сут, что соответствует
9,55 4
9,55 12
т/сут
т/сут
2 м3/год, или 5,5 л/сут
П
ЛОЩАДЬ СКЛАДА ХЛОРНОГО ЖЕЛЕЗА
0,4 30
F
FeCl
3
⋅
м2
проекту) емкостью по 4 м3.
П
ЛОЩАДЬ СКЛАДА ИЗВЕСТИ
F
CaO
О
БЪЕМ РАСХОДНЫХ БАКОВ ХЛОРНОГО ЖЕЛЕЗА
FeCl
3
W
rb
1,9 15
⋅
1,5
100 0,4 2
⋅ ⋅
м2
3
м
К строительству принимается два бака (по индивидуальному
55
О
38
10
= =
0,5 40 20
0,1 40 4
= ⋅ =
4 0,63 4,63
43
= =
БЪЕМ РАСХОДНЫХ БАКОВ ИЗВЕСТИ
100 1,9 2
W
rb
CaO
⋅ ⋅
3
м
К строительству принимается два бака (по индивидуальному
проекту) емкостью 19 м3.
О
БЪЕМ РАСХОДНЫХ БАКОВ ИНГИБИРОВАННОЙ КИСЛОТЫ
Так как расход 20 %-ной ингибированной соляной кислоты
составляет 5,5 л/сут, то расход 10 %-ной – соответственно 11 л.
Для 2-х суточного запаса рабочего раствора потребуются баки
емкостью по 11 л.
К
ОЛИЧЕСТВО ВОЗДУХА, ОТКАЧИВАЕМОГО ИЗ ВАКУУМ-ФИЛЬ
ТРА
, для создания в нем вакуума 0,04–0,067 МПа
Q = ⋅ =
w
м
3
/мин
К монтажу принимается три вакуум-насоса (два рабочих и
один резервный) марки ВВН-12 [2, табл. 37.8] производительностью 12 м3/мин, мощностью электродвигателя 22 кВт с частотой
вращения 1000 об/мин.
К
ОЛИЧЕСТВО ВОЗДУХА
, нагнетаемого в вакуум-фильтр и для
создания избыточного давления 0,06 МПа с целью отдувки кека
Q
w
м
3
/мин
-
одна резервная) марки ВВН-6 [2, табл. 37.8] производительностью 5,7 м3/мин, с избыточным давлением 0,05 МПа.
О
БЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО НАГНЕТАЕМОГО ВОЗДУХА
3
м
QΣ= + =
/мин
К монтажу принимается две воздуходувки (одна рабочая и
О
БЪЕМ КЕКА
W
k
9,55 100
⋅
1 (100 78)
⋅ −
м
3
/сут
При этом объем фильтрата составит 137 м3/сут (180 – 43 = 137).
56
П
3200
2
36500
ЛОЩАДЬ ДЛЯ СКЛАДИРОВАНИЯ КЕКА
43 150
F⋅= =
k
2
м
К строительству принимается асфальтированная площадка
размером 57×57 м, непосредственно примыкающая к зданию
фильтров и имеющая уклон в сторону лотка для приема дренажной воды, образующейся в результате длительного нахождения
осадка на площадке.
П
ЛОЩАДЬ АВАРИЙНЫХ ИЛОВЫХ ПЛОЩАДОК
1,2 450 73
F
⋅ ⋅
= =
i
1,2 0,9
⋅
2
м
Для Новосибирской области k = 0,9. К строительству принимается шесть карт размерами 50×100 м. Размер иловой площадки
устанавливается исходя из соблюдения условия B : L = 1:2. При
таком соотношении на каждую площадку подается осадок в нескольких точках, обеспечивая равномерное его распределение по
карте.
57
6. ЦЕНТРИФУГИ
Основными элементами центрифуги являются ротор и шнек,
которые вращаются в одну сторону, но с разной скоростью. Ротор
вращается со скоростью 1000–6000 об/мин, а шнек 1010–
6050 об/мин. Ротор имеет с торцевых сторон окна выпуска обезвоженного осадка (кека) и фугата. Обезвоживание осадка в центрифугах происходит в результате воздействия на твердую частицу центробежной силы, стремящейся отбросить ее к стенке ротора. Ножи шнека перемещают осадок к окнам выгрузки осадка,
а фугат, находящийся в центральной части центрифуги, удаляется через окна выгрузки фугата, также расположенные в центральной части ротора. Живое сечение окон выпуска кека и фугата при необходимости регулируется. Так, для получения более
чистого фугата прикрывают окна выпуска фугата, а окна выпуска
кека при этом приоткрывают. Качество кека при этом ухудшается, он становится более жидким. Для получения кека меньшей
влажности окна выпуска кека прикрываются, а живое сечение
окон выпуска фугата увеличивается. В этом случае качество
фильтрата ухудшается: увеличивается концентрация взвешенных
веществ, возрастает значение БПК.
Обязательным условием при проектировании центрифуг является наличие в составе сооружений высокоэффективных песколовок. В Германии, где центрифуги прошли многолетнюю апробацию, в состав очистных сооружений канализации в обязательном порядке включают высокоэффективные аэрируемые песколовки длиной 36–60 м. В Японии с такой же целью применяют
песколовки длиной до 80 м. Задерживаемый в песколовках осадок
сжигается, образующаяся зола используется в строительстве.
Сегодня в мировой практике используется несколько поколений центрифуг. Первое поколение центрифуг, выпускаемых
немецкой фирмой «Гумбольдт», было предназначено для обезво-
58
живания осадка до влажности 75–80 %. При эксплуатации центрифуг не только этой конструкции, но и любой модификации
обязательно использование катионных флокулянтов, которые
вводятся в подающую трубу за 1,5 мин до ввода осадка в ротор.
При работе с флокулянтами производительность центрифуг необходимо принимать в 2 раза меньше паспортной характеристики
[1, п. 6.380]. Флокулянт позволяет повысить эффективность задержания твердых частиц до 90–95 %, вместо 10–65 % в случае
работы центрифуги без флокулянта.
Расход флокулянтов катионного типа составляет: при обезвоживании активного ила 5–7 кг/т сухого вещества осадка, при
обезвоживании сырого осадка 2–5 кг/т [1, п. 6.384]. При этом
средний эффект центрифугирования составляет 90–95 %, а средняя концентрация взвешенных веществ в фугате, зависящая от
влажности подаваемого на обезвоживание осадка, может находиться в пределах 1500–6000 мг/л.
Ко второму поколению выпускаемых этой же фирмой аппаратов относятся центрипрессы, принципиальным отличием которых является разделение ротора на две зоны. В первой зоне обезвоживание осадка происходит в поле центробежных сил, во второй – осадок проходит через зону, где последующие слои осадка
сжимают предыдущие и в результате происходит дополнительное
обезвоживание осадка. В центрипрессах осадок может обезвоживаться до влажности 65–70 % при эффекте центрифугирования
также 90–95 %. Наиболее эффективные по обезвоживанию осадка
центрипрессы были разработаны с целью снижения эксплуатационных затрат на дальнейшую сушку осадка. Их, как правило,
применяли в схемах с сушкой или сжиганием осадка.
В центрифугах третьего поколения (центридраях) этой же
фирмы предусмотрено три зоны: первая – для обезвоживания
осадка в поле центробежных сил, вторая – для дополнительного
обезвоживания осадка и третья – для его сушки или сжигания.
59
Несмотря на ряд достоинств центридраев, эти аппараты применяются в отечественной практике крайне редко.
В настоящее время немецкую фирму «Гумбольдт» приобрела
американская фирма «Бейкер-процесс», которая реализует свою
продукцию на территории США.
Основной недостаток всех перечисленных центрифуг – быстрый износ ножей шнека. Даже при самых благоприятных условиях паспортный ресурс времени составляет всего лишь 10000 часов или 1,14 года. Основным условием безаварийной работы центрифуг является также подача однородного по влажности и консистенции осадка. Присутствие в осадке крупных включений приводит к засорению окон выпуска кека и фугата. Поэтому осадок
перед подачей на центрифуги пропускают через решетки с мелкими прозорами (1–2 мм) либо через комминуторы марок РД 100 или
РД 200. Нежелательна подача на центрифугу осадка с низкой
влажностью; практика эксплуатации этих аппаратов показала, что
оптимальной считается влажность близкая к 97 %.
В последние 20 лет на рынке обезвоживающего оборудования появились новые модификации центрифуг, отличающиеся
устойчивостью к истиранию ножей (фирма «Флоттвег»), которые
имеют высокопрочное титаново-керамическое напыление шнека,
обеспечивающее увеличение продолжительности безаварийной
работы аппарата до 25000 часов (вместо 5000–10000). Модификации центрифуг предлагаются также известной фирмой «Вестфалия сепаратор»; свои аппараты эта фирма, как и фирма «Флоттвег», называет декантерами. Область применения центрифуг не
ограничена, они могут применяться для очистных сооружений
канализации любой производительности.
В СССР завод «Водомашоборудование» производил центрифуги небольшой производительности (от 9 до 36 м3/ч). Сегодня
центрифуги выпускаются на предприятии в Санкт-Петербурге.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]