Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 202
Текст из файла (страница 202)
Од- Часть 1Х. Основное оборудование д»» переработки твердых отходов ним из факторов, повышающих нагрузку на метантенк, явилось предварительное концентрирование загружаемого осадка, Такие метантенки с мезофильным режимом работы получили наибольшее распространение в США, а также в ФРГ и ряде других стран. Гидравлическое время пребывания в таких метантенках обычно составляет от 15 до 20 сут. Вместе с тем имеется много данных, полученных в опытных и производственных условиях, которые говорят о том, что хорошие показатели процесса при мезофильных температурах можно получить при времени пребывания 7 и даже 4 сут., особенно при использовании перемешивания газом, По данным АКХ, предельными для мезофильных метантенков с механическим перемешиванием являются дозы загрузки по объему 16 % (продолжительность сбраживания,6 сут.) при температуре 32 'С и 12 % (продолжительность сбраживания 8 сут.) при .температуре 28 С.
Переход на термофильные условия процесса сбраживания позволяет получить хорошие показатели при более высоких, дозах, составляющих 18 — 20 % (5,5 — 5,0 сут.), а предельными являются дозы загрузки 22, 24 и 26 % соответственно при температуре 49, 51 и 55 — 53 С. Нагрузки по органическому веществу, при которых устойчиво прогекает процесс, составляют 3 — 4,5 кг/(м'. сут.) при мезофильных гемпературах и 6 — 7 кг (м' ° сут.)— при термофильных. В высоконагружаемых метантенках не происходит расслоения осадка и отделения иловой воды.
В свя~и с этим большинство зарубежных проектов предусматривает применение метантенка И ступени, т. е. переход на двухступенчатое сбраживание. МосводоканалНИИпроект разработал типовые одноступенчатые цилиндроконические метантенки объемом 1100, 2500, 5000 и 9000 м'. Компоновка в два, три и четыре метантенка обеспечивает анаэробное мезофильное или термофильное сбраживание осадков сточных вод типового ряда станций биологической очистки производительностью от 50 до 800 тыс.
м'/сут. сточных вод. Исходные расчетные данные приняты по усредненным показателям работы действующих станций аэрации: концентрация загрязнений по взвешенным веществам в поступающих стоках 300 мг/л; концентрация загрязнений по БПК,, поступающей па очистку в аэротенки осветленной сточной жидкости, — 200 мг/л; влажность поступающей на сбраживание смеси сырого осадка и уплотненного избыточного активного ила 96,4 %; суточная доза .загрузки метантенков при мезофильном сбраживании 10,4 %, при термофильном сбраживании 20,8 % Данные о требуемом объеме и числе метантенков приведены в табл.
3.1, Технологической схемой предусматривается равномерная загрузка осадка во все резервуары метантенков по напорному трубопроводу. Одновременно с загрузкой исходного осадка под гидростатическим давлением происходит выгрузка из метантенка сброженпого осадка. 957 Глава 3. Оборудование длл биохимических методов переработки отходов. Таблица 3.1 Требуемые объемы и число метантенков для станций аэрации различной производительности Производительность станции аэрации, тыс,м Iс Мезофильный режим сбраживания Тсрмофнльный режим сбраживания объем мстантенков, м объем метантенков, и число мстантснков число мстантснков 1100 илн 2500 4или2 1100 50 1100 2500 70 2500 или 5000 1100 или 2500 4или2 4 или 2 100 2500 5000 140 5000 или 9000 200 4 или 2 5000 5000 280 9000 5000 или 9000 4 или 2 400 9000 9000 560 9000 800 958 Подогрев осадка предусмотрен впуском в метантенк острого пара через пароструйные инжекторные подогреватели.
При этом происходит также горизонтальное перемешивание осадка. Вертикальное перемешивание осадка в резервуарах метантенков осуществляется центробежными насосами, установленными в насосной станции метантенков. Один насос обеспечивает поочередное перемешивание осадка в одном из двух резервуаров метантенков. Утилизация биогаза предусмотрена путем его сжигания в качестве топлива в котельных очистных станций.
В основе двух- и многоступенчатого сбраживания лежит разделение процесса на стадию интенсивного брожения с бурным выделением. биогаза, предотвращающим расслоение осадка (1 ступень), и стадию затухания процесса, на которой прекращается газовыделение и происходят расслоение осадка и отделение иловой воды (11 ступень). Это ведет к уменьшению объема сбро- женного осадка, поступающего на обезвоживание, что позволяет сократить затраты на необходимые для этой цели сооружения. Кроме того, за счет спуска илоной воды во 11 ступени метантенка увеличивается время дображивания осадка, что приводит к улучшению его водоотдающих свойств.
При этом 11 ступень может выполняться в виде открытых железобетонных или даже земляных резервуаров, не имеющих оборудования для перемешивания и обогрева, что значительно сокращает строительные расходы на метантенки в целом. Дображивание и расслоение осадка иногда проводят в нескольких последовательно расположенных резервуарах (многоступенчатое сбраживание).. Двухступенчатое сбраживание при мезофильных температурах получило очень широкое распространение за рубежом, в первую очередь в Европе, а также и в США на очистных станциях, построенных как в 40 — 50-х годах, так и позже. Например, из 34 очистных соору- Чаеть 1Х. Оеиовиое оборудование дяя переработки твердых отходов жений разной производительности, построенных в разные годы в штате Канзас, 26 имеют двухступенчатое сбраживание.
При этом на разных сооружениях используются несколько различные технические решения; соотношения между объемами 1 и П ступеней составляют 1: 1, 3; 1, 1: 2 и др. Сбраживанию подвергается смесь избыточного активного ила с осадком первичных отстойников или только осадок. Метантенк П ступени выполняется в виде закрытого обогреваемого сооружения или открытой необогреваемой емкости и т. д.
Сравнение расходов, связанных со строительством и эксплуатацией метантенков, показало, что при использовании двухступенчатых метантенков на 8 — 20 % возрастают строительные расходы на сами метантенки (по сравнению с одноступенчатым сбраживанием), которые полностью компенсируются снижением расходов на последующую обработку сброженного осадка. В ряде случаев между метантенками 1 и П ступени производится промывка осадка, что повышает эффективность уплотнения осадков на П ступени и снижает потребность в коагулянтах при обезвоживании.
Исследования АКХ по сбраживанию осадка в двух- и многоступенчатых метантенках с использованием на 1 ступени мезофильного процесса и с необогреваемыми П и последующими ступенями показали, что при этом обеспечивается устойчивый процесс сбраживания, в том числе в условиях неравномерного поступ- пения осадка в метантенк и наличия в осадке токсичных промышченных загрязнений. В двух- и трех- ступенчатых метантенках при общем времени пребывания в них осадка 25 — 30 сут.
объем сброженных осадков может быть уменьшен вдвое. При этом достигается сокращение затрат на строительство метантенков и иловых площадок на 12 — 18 % по сравнению с одноступенчатым мезофильным сбраживанием. Ступенчатое сбраживание не дает существенных преимуществ по выходу газа по сравнению с одно- ступенчатым процессом при равных объемах метантенков. Эффективные технологические схемы анаэробного сбраживания осадков, как правило, должны предусматривать рекуперацию теплоты сброженного осадка и подогрев осадка, подаваемого в метантенк с помощью внешних теплообменников (рис. 3.2).
По сравнению с применяемой в настоящее время в нашей стране схемой с нагревом осадков острым паром, подаваемым в метантенк через паровой инжектор, указанная схема имеет следующие преимущества: сокращение затрат теплоты на процесс; исключение возможности перегрева осадка в метантенке; предотвращение потерь конденсата и разбавления им осадка в метантенке; возможность дополнительного обеззараживания осадка при мезофильном сбраживании. В качестве теплообменных аппаратов обычно применяют спиральные теплообменники типа «Осадок— осадокь и восадок — водаь, простота конструкции и эксплуатации которых обусловили широкое использование этих аппаратов в развитых капиталистических странах.
Наиболее распространены спиральные 959 Глава 3. Оборудование для биохимических методов переработки отходов. шой циркуляции ответвляется так называемая малая циркуляционная система через спиральные теплообменники с присоединением к трубопроводу большой циркуляции (рис. 3.3). В такой системе обеспечивается подогрев осадка до 33 + 2 'С (мезофильное сбраживание) и компенсируются все теплопотери по метантенку.
Подогрев осадка полностью автоматизирован и управляется датчиком температуры, помещенным на всасывающем патрубке циркуляционного насоса. При отклонении температуры осадка от задан- теплообменники фирмы «Альфа- Лаваль» (Швеция). Возможны различные модификации технологической схемы, представленной на рис. 3.2. Простейшим решением является установка на линии выпуска сброженного осадка из метантенка рекуперативного теплообменника типа «осадок-осадок». Эта схема обеспечивает использование теплоты сброженного осадка для частичного подогрева осадка, подаваемого в метантенк.
Ее применение сокращает расход энергии котельной установки на сбраживание осадка. Наиболее эффективно схема может применяться при термофильном сбраживании осадка. На предприятиях «Сигма» и «Гидропроект» (Чехия) разработана технологическая схема, обеспечивающая сочетание гидравлического перемешивания и нагрева осадка в метантенке. Содержимое метантенка перемешивается насосом по так называемой большой циркуляционной системе с таким расчетом, чтобы обеспечивался как минимум трехкратный оборот осадка за 20 ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
