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
Общими недостатками метода обезвоживания осадка в поле
центробежных сил являются высокая энергоемкость процесса,
шум, быстрый износ шнека, низкое качество фугата даже при использовании флокулянта, необходимость предварительной подготовки осадка во избежание засорения окон выпуска осадка и
фугата, необходимость постоянного контроля за влажностью
осадка, подаваемого на обезвоживание. К неоспоримым достоинствам центрифуг относится обезвоживание осадка (иногда
имеющего неприятный запах) в закрытом аппарате, что предотвращает максимальную загазованность производственного помещения неприятно пахнущими и к тому же канцерогенными газами (индолом, меркаптанами, сероводородом и аммиаком).
Расчет центрифуги сводится к подбору необходимой производительности центрифуги, определению объема кека и фугата,
определению расхода флокулянта, массы загрязнений, возвращаемых с фугатом в голову сооружений, размеров аварийных
иловых площадок, площадок для хранения кека с последующим
его вывозом на площадки депонирования или на утилизацию.
Иногда фугат не возвращают в голову сооружений на доочистку,
а направляют на иловые площадки для обезвоживания. Удельная
нагрузка на иловые площадки при обезвоживании фугата увеличивается при прочих равных условиях в 2 раза.
6.1. Выбор технологической схемы обезвоживания осадка
с центрифугами зависит от многих факторов: от производитель-
ности очистных сооружений канализации, выбранной схемы очистки сточной жидкости, района проектирования. В табл. 6.1 приведены наиболее распространенные схемы с центрифугированием осадка.
61
Таблица 6.1
№
п/п
Схема
1 2 3 4 5
Обезвожива
-
ние анаэробно
сброженной
смеси сырого
осадка и уп
лотненного
1
активного ила
со сбросом
-
фугата в голо
ву сооруже
ний (рис
-
. 6.1,
6.2)
То же со
сбросом фу
2
гата на ило
вые площад
ки
То же, что в
схеме
3
пользованием
флокулянта
Обезвожива
ние аэробно
стабилизиро
ванного
4
осадка с воз
вратом фуга
та в стабили
затор
(
рис
-
-
-
1, с ис-
-
-
-
-
-
. 6.3, 6.4)
Состав
сооружений
Решетка-дро
билка, проме
жуточный ре
зервуар, на
сосная стан
ция, резерву
ар-регулятор
центрифуги
-
площадки для
кека, аварий
ная иловая
площадка
То же, до
полнительно
иловая пло
щадка для
подсушки
фугата
То же, что в
схеме
1, до-
полнительно
сооружения
для приго
товления
и дозировки
флокулянта
То же, что в
схеме
1
Преиму
щества
-
Недостатки
-
-
-
-
-
,
–
,
-
Увеличивается
нагрузка по за
грязнениям, что
требует дополни
тельного строи
тельства первич
ных отстойников
и аэротенков
:
–
Требуется допол
нительное строи
тельство иловых
площадок
Эффектив
ность за
держания
:
сухого ве
щества воз
-
растает
до
90–95 %
вместо
10–65 %
Не требует
ся дополни
тельного
строитель
ства первич
ных отстой
ников
-
1.
Флокулянт яв
-
ляется дефицит
ным и дорого
-
стоящим реаген
-
том
2.
Производитель
ность центрифуги
уменьшается в
2
раза
[1, п. 6.380]
-
-
-
-
-
и аэротенков
62
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
–
Окончание табл. 6.1
(
)
cf rat rat
q l d
= − ⋅ ⋅
cf cf
q t
⋅
(100 )
k k
P
f cf k
Q Q W
= −
100
cf cf
Э
6
10
f
Q Q
⋅
6
10
f
Q Q
⋅
1 2 3 4 5
Обезвожива
ние сырого
осадка и об
работка фуга
та совместно
5
с избыточным
активным
илом в аэроб
ном стабили
заторе
(
рис
. 6.5, 6.6)
-
То же, что в
-
схеме
-
полнительно
центрифуги
для обезвожи
вания стаби
-
лизированно
-
го осадка
1, до-
:
То же
-
Усложняется экс
плуатация
-
-
6.2. Расчетные формулы узла обезвоживания осадка
с центрифугами
-
№
п/п
Параметр
Формула
1 2 3
Производительность
1
центрифуги, м
2
Число центрифуг, шт
3
Объем кека, м
Количество фугата
4
3
м
/
сут
Сухое вещество фугата
5
3
м
/
сут
Загрязнения сточной
жидкости, поступаю
6
щей на ОСК, при сбро
се фугата в голову со
оружения, мг/л
3
/ч
.
3
/
сут
W
k
15 20
N
cf
=
γ ⋅ −
,
,
-
A A⋅= −
f cf
f
C C
= +
en en
-
-
63
f
L L
= +
en en
=
A Э
Q
cf
⋅
cf cf
A
A
A
f
f
+
+
Таблица 6.2
Окончание табл. 6.2
k k
W t
h
⋅
2
Q t k
⋅ ⋅
2
Q k
k h k
⋅ ⋅
fk as f
A A d
= ⋅
сf as
Э P
1 2 3
Площадь площадки
7
для хранения кека, м
Площадь аварийных
8
иловых площадок, м
Площадь иловых карт
9
для обезвоживания
фугата, м
Расход флокулянта
10
кг/сут
2
2
2
,
F
=
кек
cf ai
F
=
i
365
F
=
f
k h
⋅
⋅ ⋅
k
i
f
3
i
Расшифровка буквенных обозначений формул
l
, d
– соответственно длина и диаметр ротора центрифуги,
rat
rat
м. Принимается по [2, табл. 37.11]; при l
/ d
= 2,5–4 возможно
rat
rat
применение флокулянтов [1, п. 6.384]. Производительность центрифуги находится только при подборе отечественных центрифуг; для импортных центрифуг производительность принимается
по паспортным данным.
Qcf – объем осадка, поступающего в центрифугу, м3/сут. В
схемах 1–3 объем осадка уточняется после пересчета, а в схемах
4 и 5 рассчитывается по формуле
4
10
A
⋅
Q
=
cf
as
100
⋅ −
( )
,
где А
– сухое вещество стабилизированного или анаэробно
as
сброженного осадка, т/сут; Э
– эффект задержания сухого
cf
вещества осадка в центрифуге, работающей без флокулянта,
%, принимается по [1, табл. 63]; Pas – влажность стабилизированного осадка после уплотнения, принимается равной
96,5–97 % [1, п. 6.367].
tcf – продолжительность работы центрифуг, принимается
равной 8, 16, 20 часов.
P
– влажность кека. Принимается равной 70–75 % для сыро-
k
го осадка и 83–88 % для избыточного активного ила при обезво-
64
живании с флокулянтами [1, п. 6.364], в остальных случаях при-
f
en
C
f
en
L
нимается по [1, табл. 63].
γk – плотность кека, принимается равной 1 т/м3.
Acf – сухое вещество осадка, поступающего в центрифугу,
т/сут.
Cen, Len – соответственно взвешенные вещества и БПК
пол
в сточной жидкости до сброса фугата, мг/л.
,
– соответственно взвешенные вещества и БПК
пол
в поступающей на очистку сточной жидкости после сброса фугата, мг/л.
Q – производительность очистных сооружений канализации,
3
м
/сут.
tk – продолжительность хранения кека на открытой площад-
ке; ориентировочно можно принять равной 4–5 мес при высоте
слоя осадка 1,5–2 м. Площадка предусматривается в основном
для хранения в зимний период, когда вывоз обезвоженного осадка затруднен снежными заносами.
hk – высота слоя кека, ориентировочно можно принять 1,5–
2 м.
tai – период напуска осадка на аварийные иловые площадки;
принимается равным 73 сут [1, п. 6.386].
k – климатический коэффициент, принимается по [1, рис. 3].
hi – удельная нагрузка, м3/(м2·год); принимается по [1,
табл. 64].
k2 – коэффициент, учитывающий устройство оградительных
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)).
k3 – коэффициент увеличения удельной нагрузки при обез-
воживании фугата. Принимается равным 2 для иловых площадок
на искусственном основании с дренажем [1, п. 6.383].
df – доза катионного флокулянта. Принимается равной 2–
7 кг/т сухого вещества осадка (большая доза при обезвоживании
активного ила, меньшая – сырого осадка).
65
6.3. Расчет центрифуг по схеме 1
5
9 8
6
7
1
Согласно этой схеме анаэробно сброженная смесь сырого
осадка, дробленых отбросов и уплотненного избыточного активного ила направляется в центрифугу. После анаэробного сбраживания часть органических веществ переходит в растворимое состояние, поэтому фугат имеет высокие значения по БПК даже
при относительно низких значениях взвешенных веществ. Для
примера: при концентрации взвешенных веществ в загружаемом
осадке 30000 мг/л (влажность осадка 97 %) и эффекте центрифугирования 90 % в фугате концентрация взвешенных веществ будет составлять 3000 мг/л, а БПК при этом может достигать 3500–
4500 мг/л. При использовании этой схемы необходимо в обязательном порядке производить пересчет концентрации поступающих на ОСК загрязнений с учетом сброса фугата в голову сооружений, и расчет ОСК нужно делать на полученные фактические
загрязнения.
2
3
4
Рис. 6.1. Схема обезвоживания анаэробно сброженной смеси
сырого осадка и уплотненного избыточного активного ила
со сбросом фугата в голову сооружения (схема 1):
1 –
первичный отстойник
4 –
илоуплотнитель
для кека
; 8 –
площадки
; 5 –
напорный илопровод подачи осадка на аварийные
; 2 –
аэротенк
метантенк
; 9 –
; 6 –
напорный трубопровод фугата
; 3 –
вторичный отстойник
здание центрифуг
; 7 –
;
площадка
66
Исходные данные:
20 0,5 0,9 9
= ⋅ ⋅ =
1
9 20
= =
⋅
6
= =
200 6 194
= − =
• суточный расход сточной жидкости Q = 50000 м3/сут;
• концентрация взвешенных веществ в поступающей на очист-
ку сточной жидкости Cen = 200 мг/л;
• значение БПК
в поступающей на очистку сточной жид-
пол
кости Len = 200 мг/л;
• сухое вещество осадка, подаваемого в центрифугу, Аcf =
= 6 т/сут;
• объем осадка, подаваемого в центрифугу, Qcf = 200 м3/сут;
• влажность осадка, подаваемого в центрифугу, Рcf = 97 %.
Т
РЕБУЕМАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЦЕНТРИФУГИ
(этот па-
раметр определяется, если принимается отечественная центрифуга)
шт.
3
м
/ч
q
cf
Т
РЕБУЕМОЕ КОЛИЧЕСТВО ЦЕНТРИФУГ
200
N
cf
К монтажу принимается две центрифуги (одна рабочая и одна резервная) марки ОГШ-50к-4* [2, табл. 37.11]. Производительность по исходному осадку 9–14 м3/ч, мощность электродвигателя 28–32 кВт, частота вращения ротора 2000–2650 об/мин, фактор
разделения 1100–1950. Можно принимать центрифуги или декантеры зарубежных фирм («Гумбольдт», «Вестфалия сепаратор»
или «Флоттвег»).
О
БЪЕМ КЕКА
работает без ввода флокулянта)
О
БЪЕМ ФУГАТА
в пересчете на влажность 70 % (центрифуга
6 30
W
k
⋅
1 (100 70)
⋅ −
м
3
/сут
, возвращаемого в голову сооружений (в
приемную камеру или в распределительную чашу первичных отстойников) для повторной очистки,
Q
f
67
м
3
/сут
К
⋅
100
200 284
50000 194
+
5 6 7
10
ОЛИЧЕСТВО СУХОГО ВЕЩЕСТВА В ФУГАТЕ
, возвращаемого
в голову сооружений,
6 30
A
= −
f
Ф
АКТИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ В СТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ
ступающей на ОСК, с учетом загрязнений, находящихся в фугате,
f
C⋅= + =
en
4,2 10
При увеличении загрязнений на 40 мг/л и более необходимо
произвести полный пересчет первичных отстойников и аэротенков.
т/сут
=6
4 2,
, по-
6
мг/л
3
1
2
4
Рис. 6.2. Высотная схема движения осадка (схема 1):
1 –
первичный отстойник
4 –
распределительная чаша
резервуар
10 –
; 7 –
насос
транспортер
; 2 –
насосная станция
; 5 –
решетка-дробилка
; 8 –
резервуар-регулятор
; 11 –
площадка для складирования кека
П
ЛОЩАДЬ ПЛОЩАДКИ ДЛЯ КЕКА
, накапливающегося в течение 5 мес. Расчет производится на суточный объем кека, полученный после расчета первичных отстойников и аэротенков.
В примере же объем кека принят равным 6 м3/сут.
8
9
; 3 –
метантенк
; 6 –
промежуточный
; 9 –
центрифуга
11
;
;
68
450
2
F
⋅ ⋅
17600
8800
194 (365 73) 1,3
⋅ − ⋅
= =
кек
6 5 30
2
м
К строительству принимается асфальтированная площадка
размерами 21×21 м с отводом дренажной воды в хозяйственнофекальную канализацию площадки ОСК. С площадок хранения
кек вывозится, как правило, в теплый период года.
П
ЛОЩАДЬ АВАРИЙНЫХ ИЛОВЫХ ПЛОЩАДОК
200 73 1,3
F
i
⋅ ⋅
= =
0,9 1,2
⋅
2
м
К строительству принимаются иловые площадки на естественном основании без дренажа. Количество карт 4, ширина карты
44 м, длина 100 м.
6.4. Расчет центрифуг по схеме 2
Отличие схем 1 и 2 состоит в том, что в схеме 1 фугат направляется в голову сооружений, а в схеме 2 фугат и 20 % осадка
подаются на иловые площадки, в связи с этим размеры иловых
площадок возрастают. Поэтому при расчете центрифуг по схеме 2 определяются все технологические параметры схемы 1, а далее – размеры иловых площадок для приема осадка (в течение
73 сут) и фугата (в течение 292 сут).
О
БЩИЕ ПЛОЩАДИ АВАРИЙНЫХ ИЛОВЫХ ПЛОЩАДОК
для осадка и фугата
∑F = Fi + Ff = 8800 + 34094 = 42894
200 73 1,3
F
= =
i
0,9 1,2 2
Ff =
0,9 1,2 2
⋅ ⋅
⋅ ⋅
⋅ ⋅
= 34094 м
м2
2
м
2
К строительству принимаются иловые площадки на естественном основании без дренажа. Количество карт 8, ширина карты
54 м, длина 106 м.
69
Р
6 5 30
= ⋅ =
АСХОД КАТИОННОГО ФЛОКУЛЯНТА
Q
fk
кг/сут
6.5. Расчет центрифуг по схеме 3
Отличие схем 1 и 3 состоит в том, что в схеме 3 в осадок, перед подачей его в центрифугу, вводится флокулянт, следовательно, при определении количества кека необходимо принимать эффект задержания сухого вещества осадка 90–95 % [1, п. 6.380].
При этом фугат направляется также в голову сооружений. Пересчет первичных отстойников и аэротенков не производят, так как
увеличение загрязнений получается незначительным. Влажность
кека принимается равной: при обезвоживании активного ила 83–
88 %, сырого осадка 70–75 % [1, п. 6.380]. При использовании
флокулянтов рекомендуется применять центрифуги с отношением длины ротора к диаметру 2,5 : 4 [1, п. 6.384]. При включении в
состав сооружений импортных центрифуг эта рекомендация не
принимается во внимание.
6.6. Расчет центрифуг по схеме 4
Принципиальное отличие схемы 4 заключается в многократной прокачке стабилизированного осадка по схеме «центрифуга –
аэробный стабилизатор – центрифуга». Благодаря этому возможно 100 %-ное извлечение сухого вещества из стабилизированного
осадка.
Исходные данные:
• сухое вещество осадка Аcf = 6 т/сут;
• объем осадка Qcf = 200 м3/сут;
• район проектирования – Новосибирская область;
• эффект удаления твердых частиц осадка при разовой про-
качке осадка через центрифугу 30 %.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]