Анаэробная стабилизация осадка

 

Анаэробная стабилизация - это процесс минерализации огранического вещества, которое распадается с образованием конечных продуктов - метана, СО2, карбонатных и бикарбонатных солей. Этот процесс идет за счет жизнежеятельности различных микроорганизмов: сапрофиты (первая, кислотная стадия) и метанобразующие бактерии (вторая, щелочная стадия). В данном проекте целесообразно использовать для этого метантенки - круглые в плане герметичные резервуары с коническим днищем. Устройство метантенка показано на рис. 6, узел обвязки метантенков - на рис.7.

Узел обвязки метантенков и газгольдеров (газовых хранилищ) является взрывоопасным, его следует ограждать и располагать на расстоянии не менее 30 м от остальных сооружений (см. чертеж). Газовую сеть устраивают из стальных труб на сварке с усиленной противокоррозионной изоляцией, прокладывают на глубине промерзания, но не менее 1 м. При прокладке по поверхности утепляют.

Расчет метантенков.

Количество осадка из первичных отстойников по сухому веществу, т/сут

 

Qmudсух = Qсутmid ∙ (Cen - Cex) ∙ K / 106; (79)

 

где Qсутmid - средний суточный расход ст. вод, Qсутmid = 140000 м3/сут;

Рисунок 6 - Схема метантенка

- герметичный резервуар;

- труба подачи сырого осадка из первичных отстойников;

- подача острого пара для подогрева (200-300°С);

- трубы выгрузки сброженного осадка;

- камера выгрузки;

- инжекторная;

- газовый колпак;

- газопровод для подачи газа в газгольдеры;

 

Cen,Cex - содержание взвешенных веществ до и после первичных отстойников, Cen =270,51 мг/л, Cex = 135,3 мг/л;

К=1,2 - коэффициент увеличения объема за счет крупных фракций;

Qmudсух = 140000 ∙ (270,51 - 135,3) ∙ 1,2 / 106= 22,7 т/сут;

 

Рисунок 7 - Узел обвязки метантенков

1-      метантенки;

2- инжекторная;

-   канал метантенков;

-   шахта для подъема над метантенками;

-   газовый киоск;

-   пункт управления газгольдерами;

-   газопроводы;

-   газгольдеры;

-   насосная станция метантенков;

-   котельная;

-   пункт управления газовой свечой;

-   газовая свеча;

-   подача газа в котельную;

-   подача сброженного осадка на дальнейшую обработку и обезвоживание;

Количество сырого осадка фактической влажности, м3/сут

 

Qmud = Qmudсух ∙ 100 / ((100- Pmud) · γmud); (80)

 

где Pmud= 93,5 % - влажность осадка первичных отстойников;

γmud = 1 т/м3 - плотность осадка;

Qmud = 22,7 ∙ 100 / ((100- 93,5) · 1) = 349,2 м3/сут;

Количество беззольного вещества сырого осадка, т/сут

 

Qmudбз = Qmudсух ∙ (100- Вг)(100-Smud) / 104; (81)

 

где Вг = 5,5 % - гигроскопическая влажность;

Smud = 30 % - зольность сырого осадка первичных отстойников;

Qmudбз = 22,7 ∙ (100- 5,5)(100-30) / 104 = 15,0 т/сут

Выбираем мезофильный режим сбраживания, его преимущества:

уменьшается расход тепла на подогрев;

улучшаются водоотдающие свойства осадка;

Недостатки:

санитарные (не происходит дегельминтизации)

возрастает объем метантенков

При большем объеме метантенков существует возможность переключиться на термофильный режим в случае увеличения нагрузки (при реконструкции, например)

При таком режиме и при Pmud= 93,5 % суточная доза загружаемого в метантенк осадка Дmt = 8%,по [1, табл. 59]

Объем метантенков, м3

 

Wм = Qmud ∙ 100 / Дmt; (82)

Wм = 349,2 ∙ 100 / 8 = 4365 м3;

Подбираем типовые метантенки:

Количество:

 

N = Wм / Wтип ≥ 2; (83)

N = 4365 / Wтип;

 

Расход беззольного вещества осадка, %

 

Rr = Rlim - Kr · Дmt; (84)

 

где Rlim = 53 %- максимально возможное сбраживание беззольного вещества осадка

Kr - коэффициент, зависящий от влажности и режима сбраживания, Kr = 0,89 по [1, табл. 61]

Rr = 53 - 0,89 · 8 = 45,9 %

Количество сброженного осадка по сухому веществу, т/сут

 

Qсбрсух = Qmudсух - Qmudбз + Qmudбз · (100-Rr)/100; (85)

Qсбрсух = 22,7 - 15 + 15 · (100-45,9)/100 = 15,8 т/сут

 

Влажность сброженного осадка, %

 

Рсбр = 100 - Qсбрсух / Qmud · 100%; (86)

Рсбр = 100 - 15,8 / 349,2 · 100% = 95,4%

 

Расход газа, выделяемого при сбраживании,м3/сут

 

Qг = Qmudбз · Rr · 103 / 100; (87)

Qг = 15 · 45,9 · 103 / 100 = 6885 м3/сут;

Объем газгольдеров, м3

 

Wг = Qг · tг / 24; (88)

 

где tг = 3 ч - время хранения газа;

Wг = 6885 · 3 / 24 = 860,6 м3;

Подбираем типовые газгольдеры

Количество:

 

Nгаз = Wг / Wтип ≥ 2; (89)

N = 860,6 / Wтип;