Сооружения обеззараживания сточных вод

7.3.1. УФ – установки

 

Макс. суточный расход Qmax.сут, м3/сут	Часовой коэффициент неравномерности	Макс.часовой расход Qmax.ч, м³/ч	Корпусное оборудование	Лотковое оборудование
Тип установки	Кол-во установок	Потери напора при макс.часовом расходе, см	Минимальные размеры сооружений в плане,м	Кол-во установок	Потери напора при макс.часовом расходе, см	Минимальные размеры сооружений в плане,м
Рабочих	резервных	рабочее	резервное
	1,34	5083,75	УДВ-120А350				12,0×19,5	2 канала по 3 секции (по 2 модуля 88 МЛВ-36А300-М)	1 модуль 88 МЛВ-36А300-М	6,2	9,6×12,0

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

7.4. Сооружения по обработке осадка

7.4.1. Илоуплотнители

Илоуплотнители - сооружения, применяемые для уплотнения активного ила, образующегося во вторичных отстойниках. Активный ил имеет высокую влажность (99,2-99,5 %). Основная часть этого ила подается на регенератор и снова и снова поступает в отстойник. Этот ил называют рециркуляционным. В результате деятельности микроорганизмов масса активного ила увеличивается и образуется так называемый избыточный активный ил, который определяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую переработку в метантенки или обезвоживающие установки. Избыточный активный ил предварительно уплотняют в илоуплотнителях, так как направлять в метантенки огромную массу ила с высокой влажностью нерентабельно.

Расчет илоуплотнителя ведется на максимальный часовой приток избыточного активного ила, , м³/ч:

,

где P_max – максимальный прирост ила, мг/л, определяется по формуле

,

где - коэффициент месячной неравномерности, =1,15÷2;

-прирост ила, мг/л, определяется согласно [1, п.6.148]:

мг/л.

где В- вынос взвешенных веществ из первичных отстойников, В=100÷150 мг/л;

- коэффициент прироста, для бытовых сточных вод и близких к ним производственных сточных вод, принимается =0,3;

С- концентрация уплотненного избыточного ила, г/м, для радиального уплотнителя С=27000 г/м³;

мг/л.

м³/ч.

Полезная площадь поперечного сечения вертикального илоуплотнителя F, м², рассматривается по формуле

м²,

где - нагрузка на илоуплотнитель, м³/м²∙ч, при полной биологической очистке =0,3 м³/м²∙ч;

Диаметр одного илоуплотнителя D,м,

м,

где N- число илоуплотнителей, принимается N≥2 [1, п.6.343].

Принимаем типовой диаметр илоуплотнителя =9,0 м.

Высота рабочей зоны илоуплотнителя

м.

 

7.4.2. Метантенки

Одним из основных методов обезвреживания осадка в городских сточных водах является анаэробное сбраживание, осуществляемое микроорганизмами, способными в ходе жизнедеятельности окислять органические вещества осадков. Этот процесс происходит в метантенках, расчёт которых заключается в подсчёте количества образующихся на станции осадков, обоснованном выборе режима сбраживания, определение требуемого объёма сооружения и степени распада беззольного вещества. Осадок в метантенке перемешивается и подогревается с помощью особых устройств. В зависимости от температуры, при которой происходит брожение, различают два типа процессов – мезофильное сбраживание, происходящее при температуре 30-35^оС, и термофильное, происходящее при температуре 50-55^оС, принимаем мезофильное сбраживание.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

Определим количество осадка по сухому веществу, поступающего из первичных отстойников:

Q_сух = С_ср.взв ∙Э∙К∙Q_{сут ∙}10^-6 = 365,58∙0,6∙1,2∙86000∙10^-6 = 22,25 т/сут,

где Q_сут – производительность очистной станции, м³/сут;

Э – эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках;

К – коэффициент, учитывающий увеличение объёма осадка за счёт крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа, К = 1,1 1,2.

Определим количество ила по сухому веществу из вторичных отстойников:

U_сух =[0,8 ] = 18,71 т/сут,

где а –коэффициент прироста активного ила, а = 0,3-0,5;

b – вынос активного ила из вторичных отстойников, b=15,0 мг/л.

Общее количество сухого вещества равно:

М_сух = Q_сух+U_сух =22,25+18,71 = 40,95 т/сут.

Расход сырого осадка находим по формуле:

V_ос = = =444,96 м³/сут,

где _ос - влажность осадка при самотечном удалении под гидростатическим давлением равно 95 %;

_ос – объёмный вес осадка равный 1 т/м³.

Расход избыточного активного ила определяется по формуле:

V_ил. = = =692.8 м³/сут;

где _ил – влажность ила равна 97,3 %;

_ил – объёмный вес ила, равный 1 т/м³.

Общее количество осадка и биологической пленки:

М_общ = V_ос + V_ил. = 444,96 + 692.8 = 1137.74 м³/сут.

Влажность смеси осадка и ила:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

_см = (1 - М_сух/М_общ) ∙100 = (1 –40,95/1137.74) ∙100 = 96.4 %.

Доза суточной нагрузки на метантенк принимается по в зависимости от влажности смеси осадка и ила.

При мезофильном режиме и = 96.4 % суточная доза D_сут=9.4%.

Объём метантенка находим по формуле:

W = = (1137.74∙100)/9.4 = 12103.59 м³.

Число метантенков должно быть не менее двух, согласно .

Определяем количество метантенков:

N = W/w₁ = 12103.59 /4000= 3.1 шт,

где w₁ – объём одного метантенка, принимаем 4000 м³.

Принимаем 4 метантенка диаметром 20 м, объемом 4000 м³, высотой 17,0 м.

Определяем фактическую дозу суточной нагрузки на метантенк:

D_{сут.факт} = =1137.74 =7.11 %.

Определяем время пребывания осадка в метантенке:

Т = 100/D_{сут.факт} = 100/7,11 = 14.1 сут.

 

7.4.3. Газгольдеры

Газгольдеры применяются для поддержания постоянного давления в газовой сети с учётом неравномерного выхода газов из метантенков, с целью максимального его использования на площадках очистных сооружений. Газгольдеры служат для сбора газа.

Удельный расход газа определяется по формуле:

Г_уд = (а_см - n∙D_{сут.факт})∙ 10^-2 = (50 – 0,49∙7,61)∙ 10^-2 = 0,451м³/кг = 465.16 м³ /т,

где а_см - предел распада смеси осадка и ила, %,

а_см = (а_ос )/М_без = 50%

М_без – количество беззольного вещества:

М_без = (100 - В_г)∙(100 - З_ос)∙М_сух∙10^-4 = (100-5)∙(100-27,5)∙40,95∙10^-4 = 28,21 т/сут,

где В_г – гигроскопическая влажность, равная 5 %;

З_ос – зольность осадка, 27,5 %.

Общее количество газа:

Г_общ = Г_уд∙М_без = 465.16∙28,21 = 13120.39 м³/сут.

Объём газгольдеров:

W_г = Г_общ ∙t / 24 = 13120.39 2 /24 =1093.37 м³,

где t - время хранения газа, принимается согласно , t = 2 4 ч.

Число газгольдеров:

N_г = W_г/w₁ =1093.37/600 = 1.82 шт.,

где w₁ – объём одного газгольдера, м³, принимается 600 м³ .

Принимаем 2 газгольдера D_вн = 11,48 м.

Фактическое время пребывания газа в газгольдере равняется:

t_факт = w_{1 общ} = 600 = 1,13 ч.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

7.5. Механическое обезвоживание осадка.

7.5.1. Промывка и уплотнение осадка.

Расход смеси сброженного осадка и технической воды после вторичных отстойников определяется по формуле

Q_см = М_общ = 1137.74 = 189.6 м³/ч

где n – количество промывной воды, принимается по [1, п. 6.369], n = 2-3 м³/м².

Объем резервуара смесителя

W_см = Q_см∙t_см = 189.6 ∙0,25 = 47.41 м³

здесь t_см – время промывки осадка, согласно [1, п. 6.370 ], t_см = 15-20 мин.

Число резервуаров- смесителей следует принимать не менее 2, согласно [1, п.6.370]. Размеры резервуара – смесителя: глубина h= 2 м, длина l = 3 м, тогда ширина смесителя

b = = = 3,95 м.

Расход воздуха для перемешивания осадка и промывной воды

q_в.см. = q_н.см.∙Q_см./60 = 0,5∙ = 1,58 м³/мин

где q_н.см – нормативный удельный расход воздуха, принимается по [1, п. 6.370],

q_н.см = 0,5 м³/мин.

 

Объем уплотнителя

 

W_упл. = Q_см. Т_упл. = 189.6∙12 = 2275.48 м³

Т_упл – время уплотнения, принимается по [1, п. 6.371], Т_упл = 12-18 ч.

Диаметр уплотнителя

D_упл. = =21.62 м

Принимаем D_упл.= 22 м.

 

7.5.2 Коагулирование осадка.

Расход хлорного железа определяется по формуле

Q_Fe= = = 1,64 т/сут

где – доза хлорного железа, 4-6 % от массы сухого вещества по чистому FeCl3 [1, п. 6.373].

Расход хлорного железа по товарному продукту

= =

где - доля чистого продукта, = 0,6.

Расход извести определяется по формуле

Q_изв = = =4,91 т/сут

здесь доля извести, 12 – 20 % от массы сухого вещества по чистому СаО [1, п. 6.373].

Расход извести по товарному продукту

= = = 7,02

где - доля чистого продукта, = 0,7.

Подготовленный осадок направляется в фильтр- пресс.

 

7.5.3 Фильтр - пресс.

Фильтр – пресс применяют для обработки сжимаемых аморфных осадков.

По сравнению с вакуум – фильтрами, при прочих равных условиях, на фильтр- прессах получают осадки с меньшей влажностью. Их применяют в тех случаях, когда осадок направляют после обезвоживания на сушку или сжигание, или когда

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

необходимо получить осадки для дальнейшей утилизации с минимальной влажностью. Различают рамные, камерные типа КМП, ленточные, барабанные и винтовые (шнековые) фильтр-прессы.

Для получения экономически приемлемых значений производительности фильтр-прессования величина удельного сопротивления исходного осадка не должна превышать (20-30) * 10¹⁰ см/г, а величина показателя сжимаемости должна находиться в пределах от 0,8 до 1,1. На ленточных фильтрах-прессах могут обезвоживаться осадки с более высокими значениями показателя сжимаемости, так как процесс обезвоживания на них происходит под действием сил гравитации и возрастающего давления. Для осадков станций биологической очистки концентрация твердой фазы перед подачей на фильтр-пресс должна быть не менее 4% массы сухого вещества, для осадков первичных отстойников и сброженной смеси – 3,0-3,5 %.

 

Общая площадь фильтр-пресса определяется по формуле

F_ф.п. = ².

По [6] принимаем марку и количество фильтр-прессов.

Принимаем 6 рабочих и 1 резервных фильтр-пресса марки КМП с площадью фильтрования 25 м² согласно [1, п. 6.385].

F_{ф.п.раб.} = 25∙6 = 150 м².

 

7.5.4 Резервные иловые площадки-уплотнители.

При проектировании механического обезвоживания осадка необходимо предусматривать аварийные иловые площадки.

Определим общую площадь резервных иловых площадок

F_рез. = = = 55369,91 м²

где К_р – коэффициент резерва иловых площадок, принимается по[1, п.6.386],

К_р = 0,2.

Количество иловых площадок – уплотнителей определяем по формуле:

N_упл. = = = 45,9 шт

где f₁ – площадь одной иловой площадки – уплотнителя

Размеры площадки 18×66, то f₁ = 1188м²