Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

14 Ковальчук Очистка стічних вод

.pdf
Скачиваний:
292
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
12.16 Mб
Скачать

Розміри типових освітлювачів-перегнивачів наведені в табл. 14.15. Розрахунок об’єму перегнивача здійснюють за добовою дозою заван-

таження осаду Дз вологістю 95 %, яка приймається у відсотках за середньозимовою температурою стічних вод чи осаду (табл. 14.35)

W =

100C / Д

з

, м3

,

 

 

 

(14.49)

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де C - сумарний об’єм сирого осаду та надлишкового активного мулу або

надлишкової біоплівки, які надходять у перегнивач, м3/добу.

Таблиця 14.35

Доза завантаження перегнивача [7]

 

 

 

 

 

Середньозимова температура

6

 

7

 

 

8,5

10

 

12

 

15

20

стічних вод чи осаду, °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добова доза завантаження

0,72

0,85

 

1,02

1,28

 

1,7

 

2,57

5

осаду Дз , %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кількість осаду вологістю 95 %, що затримується в освітлювачі, визначають за розрахунковим ефектом затримання завислих речовин, який приймають рівним 70 %. Об’єм, масу сухої та беззольної речовини надлишкового активного мулу чи надлишкової біоплівки, а також суміші осадів, яка завантажуються в перегнивач, визначають за тими само формулами, за якими здійснюють розрахунок метантенків (див. наступний розділ). У випадку, коли

вологість суміші осадів Wc , що завантажується в перегнивач, відрізняється від 95 %, добова доза завантаження Дз уточнюється множенням на відношення (100 95) / (100Wc ). Об’єм збродженого осаду визначають з урахуванням розпаду 50 % його беззольної речовини.

14.9.3.4. Розрахунок метантенків

Вихідними даними для розрахунку метантенків є маси сухої та беззольної речовини, а також об’єми сирого осаду первинних відстійників і надлишкового активного мулу чи надлишкової біоплівки, що підлягають зброджуванню.

Масу сухої речовини сирого осаду первинних відстійників Ocух ви-

значають за формулою (6.27), яка враховує ефективність первинного освітлення стічних вод, а також збільшення об’єму осаду за рахунок крупних фракцій зависі, що не уловлюються при відбиранні проб для аналізу.

Масу сухої речовини надлишкового активного мулу визначають за

виразом

M

сух

= 1,3( P

a

)Q / 106

,т / добy,

(14.50)

 

i

t

доб

 

 

581

де 1,3 - коефіцієнт сезонної нерівномірності приросту надлишкового активного мулу; Pi - приріст активного мулу, мг/л; at - винос мулу з вторинних від-

стійників, мг/л; Qдоб - добова витрата очищуваних стічних вод, м3/добу. Маса беззольної речовини сирого осаду первинних відстійників ста-

новить

 

 

 

 

 

 

 

) / 104

 

(14.51)

О

=

О (100

В

го

)(100

З

о

,т / добy,

бз

 

сух

 

 

 

 

 

 

а надлишкового активного мулу

Зм ) / 104 ,т / добy,

(14.52)

Мбз

=

Мсух (100

Вгм )(100

де Вго і Вгм - гігроскопічна вологість осаду та мулу, яка приймається рівною 5-6 %; Зо і Зм - зольність осаду та мулу, яка для міських стічних вод

може бути прийнята рівною 30 %.

Витрата сирого осаду первинних відстійників, що надходить в метантенки, може бути визначена за формулою (6.28).

Витрата ущільненого надлишкового активного мулу становить

М =

100 Мсух

, м3 / добy,

(14.53)

100 W

 

м

 

 

де Wм - вологість ущільненого надлишкового активного мулу (див табл.

14.33), %.

Сумарна витрата суміші осадів, що надходить у метантенки, стано-

вить

С = О+ М, м3 / добy,

(14.54)

а вміст в суміші відповідно сухої та беззольної речовини -

Cсух = Осух+

Мсух ,т / добy;

(14.55)

Сбз = Обз+

Мбз ,т / добy.

(14.56)

Вологість і зольність суміші осадів, що надходить в метантенки, можуть бути визначені за формулами

 

 

 

Wс

=

100(1

Ссух / С),%;

 

 

 

 

(14.57)

 

 

 

 

 

 

Сбз

 

 

 

 

 

 

 

З =

100

1

 

 

 

 

 

 

 

 

,%.

(14.58)

О (1

В / 100)+ М

 

(1

В

/ 100)

с

 

 

сух

 

 

 

 

 

 

сух

 

го

 

 

гм

 

 

 

 

Вибір температурного режиму зброджування осаду здійснюється у відповідності до рекомендацій, наведених раніше в розділі 14.4.2.2. Для при-

йнятого режиму зброджування осаду в залежності від його вологості Wc за таблицею 14.12. приймається доза завантаження метантенка Д , %.

582

Оскільки в осадах стічних вод містяться ПАР, які негативно впливають на процеси зброджування, то добову дозу завантаження слід уточнити за формулою

10Д гp

ДПАР = ( ПАР) ,%, (14.59) CПАР 100 Wс

де ДПАРгp - гранично допустиме навантаження ПАР робочого об’єму мета-

нтенка, г/м3; СПАР - вміст ПАР у сухій речовині осаду, мг/г.

Гранично допустиме навантаження ПАР робочого об’єму метантенка приймається: 40 г/м3 - для алкилбензолсульфонатів із прямим алкильним ланцюжком; 85 г/м3 - для інших «м’яких» і проміжних аніонних ПАР; 65 г/м3 - для аніонних ПАР у побутових стічних водах.

Вміст ПАР у сухій речовині осаду, що завантажується в метантенк, визначається за формулою

CПАР =

Oсух ао +

Mсух ам

, мг / г ,

(14.60)

Oсух +

 

 

Mсух

 

де ао і ам - вміст ПАР, мг на 1г сухої речовини відповідно сирого осаду первинних відстійників і надлишкового активного мулу ([7], табл. 60).

Як розрахункова доза завантаження метантенка Д p приймається

менше з двох отриманих значень Д і ДПАР . Розрахунковий об’єм метанте-

нків при цьому дорівнює

C

 

 

W =

100, м3.

(14.61)

 

мт

Дp

 

 

 

 

 

За таблицею 14.16. приймаються типові метантенки (не менше двох), сумарний фактичний об’єм яких Wмтф не повинен бути меншим від розраху-

нкового Wмт . Фактична доза завантаження метантенків при цьому складе

Д ф

=

С

100,%.

(14.62)

W ф

мт

 

 

 

 

 

мт

 

 

За наявності даних про хімічний склад зброджуваного осаду гранична межа розпаду його беззольної речовини може бути визначена за формулою (14.4). При відсутності таких даних гранична межа розпаду беззольної речовини осаду визначається за формулою

583

R

=

RоОбз +

Rм Мбз

,%,

(14.63)

 

 

гp

 

Обз +

Мбз

 

 

 

 

де Ro і Rм - граничні межі розпаду беззольної речовини сирого осаду пер-

винних відстійників і надлишкового активного мулу, які приймаються рівни-

ми відповідно 53 і 44 % ([7], п. 6.353).

Фактичний розпад беззольної речовини в процесі зброджування осаду визначається за формулою

R

= R

K

r

Д ф

,%,

(14.64)

ф

гp

 

 

мт

 

 

де Kr - коефіцієнт,

що враховує реальні умови зброджування осаду й при-

ймається за таблицею 14.36.

 

 

 

 

 

 

 

Маса беззольної речовини, яка розпалася в процесі анаеробного

зброджування осаду, визначається за формулою

 

Таблиця 14.36

 

 

Значення коефіцієнта Kr [7]

 

 

 

 

 

Режим зброджування

 

 

Значення коефіцієнта Kr

при вологості

 

 

 

 

завантажуваного осаду, %

 

 

 

 

 

 

 

 

93

 

94

 

95

96

 

97

Мезофільний

 

1,05

 

0,89

 

0,72

0,56

 

0,40

Термофільний

 

0,455

 

0,385

 

0,31

0,24

 

0,17

C p

=

Сбз Rф

т / добy.

 

бз

100

 

 

 

Вологість збродженого осаду буде складати

W

= 100(1(С

С p ) / С),%;

зо

сух

бз

а його зольність

 

 

 

100(Сбз

p

 

 

 

 

Ззо =

 

1

Сбз )

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

,%,

(С

С p )(100

В

)

 

 

 

сух

бз

 

гс

 

 

 

(14.65)

(14.66)

(14.67)

де Вгс - гігроскопічна вологість збродженого осаду, яка приймається рівною

5-6 %.

Об’єм біогазу, який отримується в процесі зброджування осаду,

складає

(14.68)

Vг = 1000qгCбзp , м3 / добy,

584

де qг - питомий вихід газу, який становить 1 м3 на 1 кг беззольної речовини

осаду, що розпалася в процесі зброджування.

Необхідний вміст газгольдерів для регулювання тиску й зберігання біогазу складає

W =

Vг tз

, м3

,

(14.69)

 

гг

24

 

 

 

 

 

 

 

де tз - тривалість перебування газу в газгольдерах, яка приймається в межах

2-4 год.

Кількість газгольдерів приймається не менше 2, розміри типових газгольдерів наведені в табл. 14.18.

14.9.3.5. Розрахунок споруд для промивки та ущільнення промитого осаду

Об’єм резервуарів для промивки осаду повинен складати:

VКПО =

С(1+ n) tпp

, м3,

(14.70)

 

 

60tвив

 

де C - добовий об’єм збродженого осаду, м3/добу; n - питома витрата промивної води ([7], п.6.369), м3 на 1 м3 збродженого осаду; tпp = 15-20 хв -

тривалість промивки осаду ([7], п. 6.370); tвив = 21-24 год - тривалість вива-

нтаження осаду з метантенків.

Витрата повітря на перемішування суміші осаду і промивної води

становить

 

)

 

 

(

1+

 

 

Q =

С

n qo

, м3 / год,

(14.71)

 

 

 

пов

tвив

 

 

 

 

де qo = 0,5 м33- питома витрата повітря на промивку осаду ([7], п. 6.370).

Резервуари для промивки осаду (не менше двох) влаштовуються із залізобетонних кілець чи на основі типових залізобетонних резервуарів і розміщуються, як правило, у спеціальному приміщенні - камері промивки осаду.

Об’єм зони ущільнення в ущільнювачах промитого осаду визначають

за виразом

(

1+

)

 

 

 

 

 

Vзу =

С

n tзу

, м3 ,

(14.72)

 

tвив

 

 

 

 

де tзу - тривалість ущільнення промитого осаду, год.

585

Тривалість ущільнення складає 12-18 і 20-24 год відповідно для осадів, зброджених у мезофільних і в термофільних умовах ([7], п.6.361).

Об’єм мулової частини ущільнювачів промитого осаду становить

Vмз

=

С(100 Wзo)

tмз , м

3

,

(14.73)

100 Wущ

 

 

 

 

 

 

 

 

де Wзo - вологість збродженого осаду, %; Wущ = 94-96 % - вологість ущіль-

неного осаду ([7], п. 6.371);

tмз

- тривалість перебування промитого ущіль-

неного осаду в муловій частині, яка приймається рівною 2 доби.

 

Загальний об’єм ущільнювачів промитого осаду становить

(14.74)

V =

V +

V , м3.

ущ

зу

мз

 

Ущільнювачі промитого осаду (не менше двох) влаштовуються на базі первинних вертикальних чи вторинних радіальних відстійників.

Об’єм ущільненого осаду, який видаляється із ущільнювача, складає

Qущ = С(100Wзo) , м3 / добy, (14.75)

100 Wущ

а об’єм мулової води, яка відділяється при цьому, -

(14.76)

Qмв = C(1+ n) Qущ , м3 / добy.

Для зменшення вмісту забруднень у муловій воді, що скидається в «голову» очисних споруд, передбачається подача в камери промивки до 50 % хлорного заліза, яке використовується для кондиціонування осаду, та фільтрату від вакуум-фільтрів ([7], п. 6.371).

14.9.3.6. Розрахунок установок для механічного зневоднення осадів

Для кондиціонування осаду перед механічним зневодненням на ваку- ум-фільтрах застосовується хлорне залізо (чи сірчанокисле окисне залізо) і вапно у вигляді 10 %-х розчинів. Дози реагентів приймаються у відсотках маси сухої речовини осаду в залежності від способу його попередньої обробки (табл. 14.19). Таким чином, в перерахунку на чисту речовину, дози реагентів складатимуть

M

FeCl3

=

Cзo

Д

FeCl3

/ 100, т / добy;

(14.77)

 

 

с

 

 

(14.78)

M

CaO

=

Cзo

Д

CaO

/ 100, т / добy,

 

 

 

с

 

 

 

 

а в перерахунку на товарні реагенти

586

 

 

M тов

=

100 M

FeCl3

/ bтов

, т / добy;

 

 

 

(14.79)

 

 

 

FeCl3

 

 

FeCl3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M тов

=

100 M

CaO

/ bтов ,т / добy,

 

 

 

(14.80)

 

 

 

CaO

 

 

 

CaO

 

 

 

 

 

 

 

де

C зo

- маса сухої речовини збродженого осаду, т/добу;

Д

FeCl

і

Д

CaO

-

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

дози відповідно хлорного заліза й вапна (табл. 14.19), %;

bтов

і

bтов

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FeCl

 

CaO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

вміст відповідно FeCl3 і CaO у товарних реагентах, %.

Необхідна площа фільтруючої поверхні вакуум-фільтрів становить

Fвф =

1000Ccзo

, м2 ,

(14.81)

 

 

qвф tф

 

де qвф - продуктивність вакуум-фільтра (табл. 14.23), кг/(м2 год);

tф - три-

валість роботи вакуум-фільтра на протязі доби, яка складає 20-22 год.

За отриманим значенням площі фільтруючої поверхні підбирається кількість робочих вакуум-фільтрів марок БОУ чи Бсх ОУ , які серійно

випускаються промисловістю (табл. 14.22). Кількість резервних вакуумфільтрів приймається за табл. 14.24.

Питома річна потреба 20 %-ї інгібованої соляної кислоти для промивання фільтрувальної тканини ДHCl , складає 20 л/рік - для вакуум-фільтрів

із сходячим полотном, а для вакуум-фільтрів інших типів - 50 л/рік на 1м2 фільтруючої поверхні ([7], 6.375). Таким чином, у розрахунку на всі прийняті робочі вакуум-фільтри це складе

QHCl =

Fфакт ДHCl

, м3,

(14.82)

1000

 

 

 

де Fфакт - сумарна площа фільтруючої поверхні всіх прийнятих робочих

вакуум-фільтрів, м2.

Продуктивність вакуум-насосів визначається з умови забезпечення витрати повітря 0,5м3/хв на 1м2 , а витрата стисненого повітря - 0,1 м3/хв на 1м2 площі фільтруючої поверхні ([7], п. 6.379).

Розрахункова продуктивність вакуум-насосів при цьому становитиме

Q

=

F

 

0,5, м3

/ хв,

(14.83)

вн

 

факт

 

 

 

а продуктивність повітродувок -

 

0,1, м3

 

(14.84)

Q

=

F

 

/ хв.

пд

 

факт

 

 

 

Для створення вакууму й подачі на вакуум-фільтри стисненого повітря приймаються агрегати марки ВВН (табл. 14.37).

587

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 14.37

Технічна характеристика вакуум-насосів і повітродувок ВВН

 

 

 

Подача, м3/год

 

 

Потужність, що

Марка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

споживається, кВт

 

вакуум-

 

 

 

повітродувки при

вакуум-насоса

повітродувки

 

 

насоса при

 

 

надлишковому тис-

 

 

вакуумі 70 %

 

 

ку нагнітання, 50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кПа

 

 

 

ВВН-1,5

 

1,5

 

 

 

 

 

1,5

 

 

3,4

3,3

ВВН-3

 

3,0

 

 

 

 

 

3,3

 

 

5,5

5,3

ВВ-6

 

6,0

 

 

 

 

 

6,0

 

 

13,0

13,4

ВВН-12

 

12,0

 

 

 

 

 

10,4

 

18,0

21,0

ВВН-25

 

25,0

 

 

 

 

 

25,0

 

58,0

63,0

ВВН-50

 

50,0

 

 

 

 

 

53,0

 

100,0

120,0

 

Об’єм кека, отримуваного в результаті зневоднення осаду, можна ви-

значити за формулою

 

 

100Cзo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qкек

=

 

 

 

 

с

, м3 / добy,

 

(14.85)

де Wкек

 

 

100

Wкек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- вологість кека (табл. 14.23), %.

 

 

 

Об’єм фільтрату, який подається в камери промивки осаду, складає

 

 

Q

=

Q

ущ

Q

, м3 / добy.

 

(14.86)

 

 

ф

 

 

 

 

кек

 

 

 

 

У випадку механічного зневоднення осаду за допомогою фільтрпресів їх розрахунок також здійснюють за формулами (14.77) - (14.81). При цьому дозу реагентів для кондиціонування осадів приймають за табл. 14.19, а продуктивність фільтр-преса й вологість кека - за табл. 14.23.

При зневодненні осадів на центрифугах їх кількість визначають за годинною продуктивністю, яку можна приймати за табл. 14.27, паспортним даним центрифуг чи визначати за формулою (14.16). Вміст сухої речовини у фугаті слід визначати за табл. 14.29. Якщо для кондиціонування осаду застосовувують флокулянти, то ефективність затримання сухої речовини осаду збільшується до 90-95 %, а продуктивність центрифуги зменшується удвічі.

14.9.3.7. Розрахунок мулових майданчиків

Корисну площу мулових майданчиків визначають за формулою

F

= 365C / q

мм

K , м2

,

(14.87)

мм

 

к

 

 

де C - добова витрата стабілізованого осаду; м3/добу;

qмм - навантаження

на мулові майданчики, м3/(м2.рік); Кк - кліматичний коефіцієнт.

588

В залежності від конструкції навантаження на мулові майданчики приймається за табл. 14.21. Значення кліматичного коефіцієнта приймають за рис. 3 [7].

Кількість карт мулових майданчиків повинна бути не менше 4. За отриманою корисною площею приймають розміри однієї карти.

Додаткова площа мулових майданчиків, що займається валиками, дорогами, каналами, становить

F

= kF , м2

,

(14.88)

дод

мм

 

 

де k - коефіцієнт, який враховує додаткову площу й приймається рівним 0,2 - для великих і 0,4 - для малих очисних станцій.

Мулові майданчики перевіряються на зимове наморожування осаду. Висота шару намороженого осаду становить

h

=

CTнамk1

, м,

(14.89)

 

нам

 

Fммk2

 

 

 

 

де Тнам - тривалість періоду наморожування (число днів у році із середньою добовою температурою нижче -10 °С); k1 - коефіцієнт, що враховує зменшення об’єму осаду внаслідок зимової фільтрації та випаровування; k2 - ко-

ефіцієнт, що враховує частину площі, яка відводиться під зимове наморожування.

Тривалість періоду наморожування Тнам приймається за рис. 3 [7], значення коефіцієнтів k1 і k2 складають відповідно 0,75 і 0,8.

Отримане значення висоти шару намороженого осаду hнам повинне

бути менше висоти огороджувальних валиків мулових майданчиків на 0,1 м

([7], п. 6.395).

Література

1. Karl i Klaus R. Imhof. Kanalizacja miast i oczysczanie ścieków. Poradnik. Projprzem-EKO. Bydgoszcz, 1996. - 450 с.

2.Терещук А.И. Исследование осадка сточных вод. Учебно-методическое пособие. - Львов: Издательское объединение «Вища школа» при Львовском ГУ. - 102 с.

3.Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. - 3-е изд., перераб и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 256 с.

4.Калицун В.И. и Ласков Ю.М. Лабораторний практикум по канализации. Учеб. пособие для вузов/Под ред. С.В.Яковлева. - М.: Стройиздат, 1978. -

125 с.

589

5.Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 248 с.

6.Григорьева Л.В., Корчак Г.И. Санитарная вирусология сточных вод и их осадков. - К.: Здоров’я, 1976. - 159 с.

7.СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М., 1986. - 72 с.

8.Проектирование очистных сооружений канализации/С.К.Колобанов, А.В.Ершов, М.Е.Кигель - К.: Будівельник, 1974. - 224 с.

9.Канализация. Учебник для вузов/С.В.Яковлев, Я.А.Карелин, А.И.Жуков, С.К.Колобанов. - 5-е изд., перераб и доп. - М.: Стройиздат, 1975. - 632 с.

10. Медведев Г.П. Канализация городов ФРГ. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-

ние, 1982. - 168 с.

11. Технические записки по проблемам воды. Пер. с англ. в 2-х т. Т. 1/К.Барак, Ж.Бабен, Ж.Бернар и др. Под ред. Т.А.Карюхиной, И.Н.Чурбановой. - М.: Стройиздат, 1983.

12. Мацнев А.И. Очистка сточных вод флотацией. - К.: Будівельник, 1976. -

132 с.

13. Обработка и удаление осадков сточных вод. В 2-х т. Т.1. Обработка осадков/Пер. с англ. Т.А.Карюхиной, И.Н.Чурбановой, И.Х.Заена. - М.: Строй-

издат, 1985. - 236 с.

14. У.Н.Конрад. Сгущение осадков сточных вод методом напорной флота- ции/Советско-американский симпозиум по обработке осадков сточных вод. - М., 1975. - с. 183-200.

15. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. - М.: Стройиздат, 1980. - 200 с.

16. Проектирование сооружений для очистки сточных вод (Справочное пособие к СНиП)/ВНИИ ВОДГЕО. - М.: Стройиздат, 1990. - 192 с.

17. Ковальчук В.А., Семенюк Т.А. Аеробно-анаеробна стабілізація осадів/Зб. статей за матер. II НТК УДАВГ. - Рівне, 1996. - 65 с.

18. Autotermni termofilní aerobní stabilizace čistírenských kalů. Zpracováni a využití kalů z COV. SYS, Praha, 1999. - с. 32-45.

19. Гюнтер Л.И. Гольдфарб Л.Л. Метантенки. - М.: Стройиздат, 1991. - 128 с.

20.Карпинский А.А.. Новые достижения в технологии сбраживания осадков сточных вод. - М.: Изд-во министерства коммунального хозяйства

РСФСР, 1959. - 94 с.

21. Обработка сточных вод и осадка в метантенках/Янко В.Г., Янко Ю.Г. - К.: Будівельник, 1978. - 120 с.

22.Медведев Г.П. Канализация городов ФРГ. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-

ние, 1982. - 168 с.

23.Anaerobní čistírenské technologie. M.Dohányos, J.Zábranská, P.Jeníček, P.Fialka, M.Kajan. Noel 2000, Brno, 1998. - 339 с.

590

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]