125457 (593116), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Сгущение ила осуществляется с помощью вращающегося по кругу так называемого скребкового механизма с центральным приводом. Внутренний диаметр сгустителя составляет 22 м, а полезная глубина вдоль стены составляет 3,5 м. Рекомендуемый уклон дна составляет 10%. Сгущенный ил откачивается из зумпфа, находящегося в центре сгустителя, а осадок, поступающий на сгущение подается в распределитель, находящийся в центральной части сгустителя.

Объем уплотненного сырого осадка составит по формуле (9):

, м³/сут (9)

где V_ос – объем сырого осадка, м³/сут;

W_ос – влажность осадка, поступающего на уплотнение, %;

- влажность уплотненного осадка, %

м³/сут

Максимальное количество жидкости, отделяемой в процессе уплотнения по формуле (10), м³/сут:

, м³/сут (10)

м³/сут

4.2.2 Механическое сгущение избыточного активного ила и химического ила

Механическое сгущение избыточного активного ила и химического ила с добавлением полиэлектролита выполняется в барабанном сгустителе с небольшим расходом электрической энергии.

Общий расход смеси избыточного и химического ила:

, м³/сут (11)

м³/сут

Перед подачей на сгустительное оборудование химический ил и минерализованный активный ил следует перемешать. Для этого принимаем 3 резервуара для усреднения концентрации осадков объемом по 3000 м³ каждый.

Резервуар для усреднения концентрации осадков представляет собой закрытое инженерное сооружение цилиндрической формы диаметром 18 м и высотой 3 м, оборудованное смесителями.

Средняя влажность смеси составляет:

, % (12)

%

Перед поступлением в механический сгуститель, осадок кондиционируется полиэлектролитом. Удельная потребность в полиэлектролите для сгущения 7 г/кг. Тогда суточный расход полиэлектролита составит:

0,007 – 1

m - 58000

кг/сут

С целью обеспечения этого количества целесообразно предусмотреть установку двух блоков для растворения полиэлектролита производительностью

12 кг/ч.

Раствор полиэлектролита готовится в два этапа. На первом этапе готовится раствор с концентрацией 5 кг/м³ (этот раствор может быть приготовлен только из чистой водопроводной воды), а затем соответствующая концентрация раствора устанавливается путем разбавления концентрированного раствора водой технического качества (очищенная сточная вода). Разбавленный раствор может храниться на протяжении не более 24 часов. Важным правилом приготовления раствора полиэлектролита является то, что порошок полиэлектролита может всыпаться в воду только при интенсивном турбулентном смешивании (в противоположном случае могут образоваться комки).

Принимаем 6 сгустителей типа БС-4 производительностью 3060 м³/ч с мощностью привода 1,50 кВт. Габаритные размеры: 2835 × 2050 × 1820 (мм).

Расход уплотненного осадка при его влажности 95% аналогично формуле (9):

м³/сут

Максимальное количество жидкости, отделяемой в процессе уплотнения, определяем аналогично формуле (10):

м³/сут

4.2.3 Расчет метантенков

Расчет метантенков заключается в вычислении количества образующихся на станции осадков, выборе режима сбраживания, определении требуемого объема сооружений и степени распада беззольного вещества осадков.

Количество сухого вещества осадка из первичных отстойников составляет Q_сух = 72 т/сут. Количество сухого активного ила и химического ила – 58 т/сут.

Расход сырого осадка и смеси избыточного активного ила и химического ила соответственно: W_упл = 1440 м³/сут, q_изб = 1189 м³/сут.

Количество беззольного вещества осадка вычисляют по формуле (13) [14]:

, т/сут (13)

где В_г – гидроскопическая влажность сырого осадка, равная 5 %;

З_ос – зольность осадка, равная 30 %

т/сут

Количество беззольного активного ила вычисляют по аналогичной формуле (14):

, т/сут (14)

где - гидроскопическая влажность избыточного ила, составляет 5 %;

З_ил – зольность активного ила, 25%

т/сут

Общий расход осадков:

по сухому веществу:

, т/сут (15)

т/сут

по беззольному веществу:

, т/сут (16)

т/сут

по объему смеси фактической влажности:

, м³/сут (17)

м³/сут

Средние величины влажности и зольности смеси находят по формулам (18), (19) соответственно:

, % (18)

%

, % (19)

%

Рассмотрим два варианта сбраживания осадка: при мезофильном режиме и при термофильном. Выбор между мезофильным и термофильным сбраживанием будет сделан после технико-экономической оценки.

4.2.3.1 Расчет метантенка при мезофильном сбраживании

Температура сбраживания при мезофильном режиме составляет 33ºС.

Суточная доза загружаемой в метантенк смеси при влажности 95%

D_mt = 8 % (табл. 59 [11]).

Расчетный объем метантенков определяется по формуле (20) [15]:

, м³ (20)

м³

Принимаем 6 метантенков D = 18 м с полезным объемом 6000 м³, высота верхнего конуса Н_В.К = 3,15 м, высота цилиндрической части Н_Ц = 18 м.

По формуле (21) определяем фактическую дозу загрузки:

, % (21)

%

Распад беззольного вещества по формуле (22):

(22)

где а – предел сбраживания беззольного вещества загружаемого осадка, % (при отсутствии данных о химическом составе осадков принимаются: для сырого осадка 53%, для избыточного активного ила 44%.);

n – коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания (0,72 по табл. 61 [16]);

D_mt – доза суточной загрузки метантенков, %

Для смеси сырого осадка и избыточного активного ила предел сбраживания определяется по формуле (23):

, (23)

Тогда по формуле (22):

%

Выход газа из метантенков

Принимаем равным 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Плотность газа ρ = 1 кг/м³.

Удельный выход газа по формуле (24) составит:

, м³/кг (24)

м³/кг

Суммарный выход газа определяется по формуле (25):

, м³/сут (25)

м³/сут

Съем газа с одного метантенка в сутки по формуле (26):

, м³/сут (26)

м³/сут.

Для хранения газа предусмотрены газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2 – 4хчасовому выходу газа. Принимаем 2,5-часовой выход газа:

, м³ (27)

м³

Принимаем 2 гахгольдера по типовому проекту 707-2-6 емкостью 3000 м³ и диаметром 21050 мм

Определение размеров горловины

Площадь живого сечения горловины по формуле (28):

, м² (28)

где Q_г – пропускная способность 1 м² горловины в м³/сут; принимаем равным

700 м³/сут на м²

м².

По формуле (29) определяем диаметр горловины:

, м (29)

м

Теплотехнический расчет

а) Расход тепла на обогрев свежего осадка определяется по формуле (30):

, ккал/сут (30)

где К – коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки, днище и перекрытие метантенков, при емкости V_мт более 1100 м³ К = 0,10;

С_т – теплоемкость осадка, 4,19 кДж/(кг  К);

t_сб – температура в метантенке, равная 33ºС;

t_вх – температура поступающего осадка, 13 ºС

ккал/сут

б) Компенсация теплопотерь всего объема (за вычетом добавки свежего осадка), принимается охлаждение за сутки на 1 ºС:

, ккал/сут (31)

ккал/сут

в) Общее потребное количество тепла:

, ккал/сут (32)

ккал/сут

г) Требуемая расчетная теплопроизводительность с учетом КПД котельной установки определяется по формуле (33):

, ккал/сут (33)

где η – КПД котельной установки, принимается равным 0,7 – 0,8

ккал/сут

д) По формуле (34) расчетное потребное количество пара при теплоотдаче 1 кг пара 550 ккал составит:

, т/сут (34)

т/сут

е) Количество тепла, выделяемого при сжигании газа при теплопроводной способности газа 5000 ккал/м³:

, ккал/сут (35)

ккал/сут

< G_расч, 17,8 · 10⁷ < 34,4 · 10⁷ кал/сут

Количество тепла, получаемого при сжигании газа, образующегося в метантенках, недостаточно для поддержания мезофильного процесса в них.

В процессе сбраживания происходит распад беззольных веществ, приводящий к уменьшению массы сухого вещества и увеличению влажности осадка, причем суммарный объем смеси после сбраживания практически не меняется.

Масса беззольного вещества рассчитывается как:

, т/сут (36)

т/сут

Масса сухого вещества в сброженной смеси определяется как:

, т/сут (37)

Разность М_сух – М_без представляет собой зольную часть, не изменившуюся в процессе сбраживания.

т/сут

Влажность сброженной смеси по формуле (38):

, % (38)

%

Зольность сброженной смеси по фрмуле (49) будет равна:

, % (49)

где - гидроскопичность сброженной смеси, равная 6 %

%

4.2.3.2 Расчет метантенка при термофильном сбраживании

Сбраживание происходит при температуре 50 - 55ºС.

Суточная доза загружаемой в метантенк смеси при влажности 95 % D_mt = 17 % (табл. 59 [11]).

Расчетный объем метантенков по формуле (21):

м³

Принимаем 3 метантенка D = 18 м с полезным объемом 6000 м³, высота верхнего конуса Н_В.К = 3,15 м, высота цилиндрической части Н_Ц = 18 м [17].

Фактическая доза загрузки:

Характеристики

Список файлов ВКР