Расчёт количества осадка, направленного на сооружения по обработке осадка

Определение количества сырого осадка по сухому веществу:

 

 т/сут

 

С = 250,9 мг/л - концентрация взвешенных веществ в воде, поступающие на первичные отстойники;

Э = 0,52 - эффект осветления взвешенных веществ в первичных отстойниках;

k = 1,1 - 1,2- коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных

фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализов, принимаем равным 1,1;

Q - средний расчетный расход сточных вод, Q = 86000 м³/сут.

Определение объема сырого осадка:

 

 

 

r = 1 т/м³ - плотность осадка;

Вл = 94% - влажность сырого осадка.

Осадок: О_сух = 12 т/сут,

V_ос = 200 м³/сут.

Определение расхода избыточного активного ила AИ_изб по сухому веществу:

 

И_сух = (Пр - в)Q/(1000*1000) = (152,3 - 15)86000/(1000*1000) = 11,8 т/сут.

L_en = 186,64 мг/л - БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды;

Пр - прирост активного ила, мг/л:

 

Пр = 0,8В + 0,3 L_en = 0,8 * 120,4 + 0,3 * 186,64 = 152,3 мг/л

 

В - концентрация взвешенных веществ на выходе из первичных отстойников, мг/л:

в = 15 мг/л - вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников

Определение объема неуплотненного избыточного активного ила:

 

 

Вл = 97% - влажность неуплотненного АИ_изб.

 

Активный ил: И_сух = 11,8 т/сут,

V_ил = 393 м³/сут.

Определение общего объема смеси осадка и ила:

 

М_общ = V_ос + V_ил = 200 + 393 = 593 м³/сут

Определение средней влажности смеси осадка и ила:

 

Илоуплотнитель.

Для уплотнения осадка (смеси СО и АИ_изб) применяется радиальный илоуплотнитель.

Максимальный прирост:

 

П_мах=К∙Пр =1,2∙152,3=182,76мг/л

 

Максимальный приток избыточного активного ила при его концентрации С=20г/л

 

м³/ч

 

Предполагаем, что будут использованы два радиальных илоуплотнителя. Согласно СНиП 2.04.03-85 при С=20г/л принимаем расчетную нагрузку на площадь зеркала уплотнителя q≈0,3м³/(м²∙ч).

Полезная площадь поперечного сечения радиальных илоуплотнителей

 

 

Диаметр радиального илоуплотнителя высчитываем

 

 

 

Принимаю два радиальных илоуплотнителя диаметром D=9м (один рабочий и 1 резервный). Необходимая высота рабочей зоны при продолжительности уплотнения 8ч составит Н=0,3*8=2,4м

Общая высота илоуплотнителя при использовании илосркеба Н_о=2,4+0,3+0,3=3м.

Расчёт метантенков.

Расчёт расхода осадка и ила по беззольному веществу производится при зольности осадка Зос=30%, зольности активного ила Зил=25% и гигроскопической влажности осадка и ила Вг и Вг', равной 5%:

Определение количества беззольного вещества осадка:

 

Обез=Осух(100-Вг)(100-Зос)/(100*100)=12(100-5)(100-30)/(100*100)=7,98 т/сут

 

Определение количества беззольного вещества ила:

 

Ибез=Исух(100-Вг')(100-Зил)/(100*100)= 11,8(100-5)(100-25)/(100*100)=8,4 т/сут

 

Определение суммы беззольного вещества смеси осадка и ила:

Мбез= Обез+ Ибез=7,98+8,4=16,38 т/сут

 

Определение средней зольности абсолютно сухого вещества смеси осадка и ила:

 

Зсм =

=100(1-(16,38/((12(100-5)/100)+(11,8(100-5)/100))=28%

При выборе режима сбраживания следует иметь в виду, что термофильный процесс заканчивается примерно в 2 раза быстрее мезофильного и обеспечивает полную дегельминтизацию осадка, но требует дополнительного расхода топлива на подогрев метантенков. В то же время осадок, сброженный в термофильных условиях, труднее отдаёт воду для его промывки. Учитывая, что проектом предусматривается механическое обезвоживание сброженной смеси с последующей термической сушкой осадка, принимаем мезофильный режим сбраживания, что позволит полностью обеспечить процесс теплом, получаемым от сжигания газов брожения, и повысить нагрузку на вакуум-фильтры.

Определение требуемаего объёма метантенка:

 

V = Мобщ * 100/Д = 593 * 100/10 = 5930 м³

 

Д =10 % - суточная доза загрузки осадка в метантенк, определяется по табл. 59 СниП 2.04.03-85.

Принимаем 2 типовых метантенка d=19,2 м, полезным объёмом одного резервуара 4000 м³, высотой верхнего конуса 2,9 м, цилиндрической части 14,7 м, нижнего конуса 3,5 м.

Определение распада беззольного вещества загружаемого осадка:

 

Rr = Rlim - kr*Д = 48 - 0,4*10 = 44%

 

Rlim - максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка (предел сбраживания):

 

Rlim =(ао*Обез+аи*Ибез)/Мбез=(53*7,98+44*8,4)/16,38=48%

 

ао = 53%, аи = 44% - пределы распада осадка и ила;

kr = 0,4 - коэффициент, зависящий от влажности осадка, определяется по табл. 61 СниП 2.04.03-85.

Определение выхода газа из метантенков:

 

Гб = Rr /100 = 44/100 = 0,44 м³/кг = 44%

 

Определение общего выхода газа:

 

Гобщ= Гб * Мбез*1000 = 0,44 * 16,38 * 1000 = 7207 м³/сут

 

Для выравнивания давления газа в газовой сети предусматриваем мокрые газгольдеры, вместимость которых Vг рассчитывается на 24-ч выход газа:

 

Vг= Г*t/24=7207*3/24=901 м³

Принимаем 2 газгольдера, объёмом каждого 600м³, с внутренним диаметром резервуара 11,48м, колокола 10,68м, высота газгольдера 15,4м, резервуара 7,39м, колокола 7,61м.

Расчёт фильтр - прессов.

Расчет фильтр-прессов ведется по формулам, предоставленным лабораторией МГСУ.

Количество сухого вещества обезвоженного осадка в сутки определяется по зависимости:

 

 

где М_сух - количество осадка на станции;

Р - среднее значение влажности.

Принимаем производительность фильтр-прессов П=7 кг/ч (по табл.62 СНиП).

При работе фильтр-прессов 8 часов в сутки необходимая площадь фильтров составит:

 

м²

 

Принимаю два рабочих и один резервный фильтр-пресс ФПАКМ-2,5У.

Расчёт иловых площадок.

Сброженный осадок, выгружаемый из метантенков, имеет влажность 96-98 %.Для дальнейшего использования осадок надо подвергнуть обезвоживанию. Наиболее распространенным методом обезвоживания осадков является сушка их на иловых площадках различных конструкций. Различают иловые площадки на естественном основании с дренажом и без дренажа; на искусственном асфальтобетонном основании с дренажом; каскадные с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды; площадки-уплотнители. На иловых площадках происходят уплотнение осадка, испарение воды с поверхности осадка и фильтрация воды через слой осадка и удаление ее дренажной системой. Иловые площадки состоят из карт, окруженных со всех сторон валиками. Размеры карт и число выпусков определяют, исходя из влажности осадка, дальности его разлива и способа уборки после подсыхания. Иловые площадки на естественном основании проектируются на хорошо фильтрующих грунтах при залегании грунтовых вод на глубине не менее 1,5 м от поверхности карт и только тогда, когда допускается фильтрация иловой воды в грунт. Если глубина залегания грунтовых вод меньше 1,5 м, то необходимо понижение их уровня. Сброженный осадок из метантенков имеет влажность 97%. Дальность разлива осадка такой влажности по картам иловых площадок составляет 75 -100 м.

Осадок, разлитый по картам, подсушивается преимущественно за счет испарения воды. Часть воды профильтровывается в грунт. Подсушенный осадок сгребается бульдозерами или скреперами, нагружается в автомашины и отвозится. Влажность подсушенного осадка 75%.

Следует принимать: рабочую глубину карт - 0,7-1 м;высоту оградительных валиков - на 0,3 м выше рабочего уровня осадка на карте; уклон разводящих труб или лотков - не менее 0,01; число карт - не менее четырех.

Общая площадь иловых площадок будет составлять:

 

S=V_oc*K₁/K=593*1,2*365/2,5=103894 м²

 

V_oc - количество осадка, подаваемого на иловые площадки,м³/год;К1 - коэф, учитывающий использования земли на устройство подъездов к площадкам; К - нагрузка, 2,5 м³, на 1 м² иловых площадок в год..

При слое осадка на 1 карте 0,3 м и её площади 45*100=4500 м², количество их:

*0,3/4500 = 7 карт.

Список использованной литературы

1 СНиП № 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. ЦИТП Госстроя СССР. М., 1986.

2 СанПиН № 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. М.: Минздрав СССР, 1988.

3 Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Н.И. Лихачев, И. И. Ларин, С.А. Хаскин и др.; Под общ. ред. В.Н. Самохина. - 2-е изд. М.: Стройиздат, 1981.-639 с. - (Справочник проектировщика).

4 Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сете и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. - М.: Стройиздат, 1974.

5 Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1987.

6 Яковлев С. В., Воронов Ю. В. Биологические фильтры. - 2-е изд. - М. Стройиздат, 1982.

7 Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: -М.: АСВ, 2004г.