Задания для самостоятельной работы

  • 1. Рассмотрите возможные методы решения проблемы дефосфотизации сточных вод, образующихся после анаэробного сбраживания.
  • 2. Предложите способы утилизации, принципы переработки и технологическую схему комплексной переработки органиксодержащих отходов для фермерского поселка с населением 5 тыс. человек.

Практическая работа

Тема: «Технологические схемы анаэробного сбраживания осадков сточных вод. Расчет метантенка»

Общие положения

Для обработки осадков сточных вод метантенки используются с 1928 г. В настоящее время они эксплуатируются в Москве, Сочи, Ярославле, Череповце. Различают две принципиальные схемы анаэробного сбраживания — одноступенчатое и многоступенчатое (см. рисунок ниже).

Продолжительность процесса сбраживания в одноступенчатых метантенках достигает 30—50 сут, нагрузка по беззольному веществу составляет 0,7—1,3 кг/м3. Эти устройства эксплуатируются практически без перемешивания и с небольшим подогревом. Для них характерны довольно глубокий распад органического вещества загружаемого осадка (до 50%), хорошее расслоение осадка и его уплотнение в нижней части резервуара. Одноступенчатые метантенки представляют собой низконагру- женные системы и поэтому изготавливаются в виде емкости большого размера, что приводит к высоким строительным затратам.

Многоступенчатая схема метанового сбраживания

Для устранения указанных недостатков можно использовать высоконагруженные системы, при этом интенсивность сбраживания повышается за счет хорошего подогрева осадка, создания системы непрерывного перемешивания и перехода на непрерывную загрузку или сокращения интервала между загрузками. Время обработки осадков в таких метантенках 15—20 сут, в некоторых случаях время можно снизить до 4—7 сут. Но при этом не происходит расслоения осадка и отделения иловой воды, поэтому и предусматривается применение метантенка второй ступени.

В отечественной практике обычно последовательно включают два, три или четыре метантенка в зависимости от требуемой производительности и режима сбраживания (мезофильного t = 32-к35°С или термофильного t = 52^-55°С). Подогрев и горизонтальное перемешивание осадка осуществляются острым паром, а вертикальное перемешивание — с использованием центробежных насосов. Конструкцию метантенка обычно представляют железобетонные или стальные вертикальные резервуары цилиндрической формы с жестким перекрытием и коническим или плоским днищем. Типовые метантенки имеют объемы от 1000 до 4000 м3 (см. таблицы ниже). За рубежом используются метантенки разной формы: шарообразной, грушеобразной или яйцевидной.

Основы расчепга

Полный расчет метантенка выходит за рамки данного курса и изложен в специальной литературе. Перечислим основные параметры, которые должны быть определены при расчете:

  • • концентрация сухого беззольного вещества загружаемого в метантенк осадка — S, кг/м3;
  • • температура сбраживания — t, °С;
  • • нагрузка на метантенк по сухому беззольному веществу — d, кг/м3 сут;
  • • гидравлическое время пребывания осадка в метантенке (ВГУ — время гидравлического удерживания) — т, сут;
  • • удельный выход биогаза на единицу массы сухого беззольного вещества загрузки - <2уд, м3/кг сут;
  • • выход биогаза на 1 м3 загружаемого осадка — Qv м33;
  • • требуемый объем метантенка — V, м3;
  • • общий расход биогаза — <2гобш, м3/сут.

Приведем расчетные формулы для некоторых параметров.

1. Расход осадка из первичных отстойников по сухому веществу, т/сут:

где К — коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка, К = 1,1 -=-1,2; Свв - концентрация взвешенных веществ, мг/л; Э — эффект отстаивания в первичных отстойниках, %; Q<, среднесуточный расход сточных вод.

2. Расход сырого осадка, м3/сут:

где Рсос — влажность осадка, %; рсос — плотность осадка, т/м3.

3. Расход избыточного активного ила но сухому веществу, т/сут:

где п — коэффициент сезонной неравномерности прироста активного ила; Б1|Л — прирост ила в аэротенках, мг/л.

4. Расход избыточного уплотненного активного ила, м3/сут:

где Рил — влажность уплотненного активного ила; рил — плотность активного ила.

5. Общий расход смеси, загружаемой в метантенк, м3/сут:

6. Объем метантенка (м3):

где DcyT суточная доза загрузки, определяемая в зависимости от режима сбраживания и влажности загружаемой смеси.

Режим сбраживания

Суточная доза загрузки, т, при влажности загружаемого осадка, %

93

94

95

96

97

Мезофильный

7

8

9

10

11

Термофильный

14

16

18

20

22

По полученному значению суточной лозы загрузки подбирают типовой метаитснк и определяют их число.

Марка типового проекта

Диаметр, м

Полезный объем, м3

902-2-227

12,5

1000

902-2-228

15,0

1600

902-2-229

17,5

2500

902-2-230

20,0

4000

Число метантенков должно быть не менее двух, исходя из этого определить объемы и необходимое количество метантенков.

Техническое задание

Необходимо рассчитать полезный объем метантенка для очистной станции со среднесуточным расходом сточных вод 75 000 м3/сут. Концентрация взвешенных веществ равна 225 мг/л; эффект отстаивания в первичных источниках составляет 50%; коэффициент сезонной неравномерности прироста активного ила равен 1,3; прирост ила в аэротенке при этом составляет 195 мг/л. Влажность осадка принять равной от 93 до 97%; плотность осадка и плотность активного ила — 1 т/м3; среднее значение влажности уплотненного активного ила — 97,3%. Суточную дозу загрузки подобрать исходя из режима сбраживания и влажности загружаемого осадка. По рассчитанному значению полезного объема метантенка подобрать типовой метантенк.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >