Расчет центрифуги для механического обезвоживания осадка

Вертикальный илоуплотнитель

На ОС эксплуатируются 2 илоуплотнителя на базе первичных вертикальных отстойников. Проверим их пропускную способность при новом расходе.

Илоуплотнители рассчитываются на максимальный часовой приток избыточного активного ила, который может быть определен по формуле [5]:

, м³/ч, (3.111)

где - максимальный прирост ила с учетом сезонной неравномерности, г/м³:

, г/м³, (3.112)

где - коэффициент сезонной неравномерности прироста ила, равный 1,3;

- прирост ила, определяемый в зависимости от степени очистки сточных вод

где - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк из первичного отстойника, мг/л;

- коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод =0,3;

- БПК₅ сточных вод, поступающих в аэротенки, мг/л;

С - концентрация избыточного активного ила; при его влажности =99,6% С=7900г/м³;

г/м³.

- расчетный расход сточных вод, м³/сут;

м³/ч.

Высота проточной части илоуплотнителя равна

, м, (3.113)

где V – скорость движения жидкости, мм/с; принимается равной 0,1 м/с;

t – продолжительность уплотнения, ч.; принимается по 12.2[3].

м.

Полезная площадь поперечного сечения илоуплотнителя равна:

, м², (3.114)

где q_ж – максимальный расход жидкости, отделяемой в процессе уплотнения ила за 1 час, м³/ч:

, м³/ч, (3.115)

где - влажность поступающего ила, %;

- влажность уплотненного ила, %;

– скорость движения жидкости в отстойной зоне вертикального илоуплотнителя, мм/с;

м³/ч;

м².

Площадь поперечного сечения центральной трубы равна

, м², (3.116)

где - скорость движения жидкости в вертикальной трубе, м/с; принимается 0,1 м/с.

м².

Общая площадь илоуплотнителя равна

м² (3.117)

м²

Диаметр одного уплотнителя

, м, (3.118)

Где n – количество илоуплотнителей.

м.

Принимаем два вертикальных илоуплотнителя диаметром 9 м, расчетная глубина проточной части илоуплотнителя h=3,8 м.

Продолжительность уплотнения избыточного активного ила определяется по формуле

ч. (3.119)

Время уплотнения ила в вертикальных отстойниках составляет 10-12 ч. Продолжительность хранения уплотненного ила в иловой части илоуплотнителя равна:

, ч., (3.120)

где - объем иловой (конической) части типового отстойника, м³; для отстойника D=9м =71,3м³;

- часовой расход уплотненного ила, м³/ч:

, м³/ч (3.121)

м³/ч

ч.

Полученное значение больше рекомендуемого времени уплотнения. Проверочный расчет показал, что выбранный тип отстойников может быть использован в качестве илоуплотнителей. Выпуск уплотненного ила осуществляется непрерывно под гидростатическим напором не менее 1 м. Сливная вода, отделившаяся в процессе уплотнения, направляется на биологическую очистку.

Расчет метантенков

Суточное количество смеси загружаемой в метантенк, расчет ведем по [6]:

(3.122)

Суточный объем сырого осадка W_ос, первичных отстойников влажностью 95% W_ос, м3/сут, определяется по формуле:

(3.123)

где b – концентрация взвешенных веществ в сточной воде до отстаивания, г/м³;

Q – расчетный расход сточных вод поступающих на очистные сооружения,м3/сут;

Э – эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках,%;

К – коэффициент, учитывающий увеличение количества осадка за счет крупных фракций взвеси, не улавливаемых при отборе проб для анализа, принимается равным 1,1÷1,2;

ρ – влажность осадка первичных отстойников;

Суточный объем избыточного активного ила W_ил, м³/сут, определяется:

(3.124)

где ρ’ – влажность избыточного ила,%;

n – коэффициент, учитывающий увеличение и неравномерность прироста активного ила в процессе очистки, принимаем равным 1,15÷1,25;

b’ – вынос ила из илоуплотнителей, мг/дм³;

Для расчета средней влажности смеси осадка и избыточного ила ρ_см, %, необходимо рассчитать расход осадка из первичных отстойников, О_сух, т/сут, и избыточного активного ила, U_сух, т/сут, считая по сухому веществу:

(3.125)

(3.126)

(3.127)

Зольность осадка, поступающего в метантенк:

(3.137)

=26,1%

Принимаем термофильный режим сбраживания, при котором полностью уничтожаются яйца гельминтов, находящиеся в осадке. Температура сбраживания 53^оС. Суточная доза загрузки осадка в метантенке при влажности осадка 97% принимается равной =19% (табл. 12.3 [3]).

Так как в сточных вода содержатся ПАВ согласно [3] принятую величину суточной дозы загрузки D_tm, % необходимо проверить по формуле:

(3.128)

где D_lim – предельно допустимая загрузка рабочего объема метантенка в сутки, г/м³, принимаемая для анионных ПАВ в бытовых сточных вод 65 г/м³;

С_dt – содержание ПАВ в осадке, мг/г сухого веществ осадка, принимаемого по экспериментальным данным по табл.12.4 [3];

Так как полученные значения превышают суточную дозу загрузки, то корректировки вместимости метантенка не требуется.

Емкость метантенка, W_mt, м³, определяется по формуле:

(3.129)

Исходя и полученных расчетов для сбраживания смеси осадка и избыточного активного ила принимаем типовой метантенк полезным объемом 1000 м³ , диаметром 12,5м. Количество метантенков – 2.

Среднесуточное количество беззольного вещества, содержащегося в осадках очистных сооружений и загружаемых в метантенк:

(3.130)

(3.131)

где В_г – гигроскопичная влажность сырого осадка и ила, принимается 5÷6%;

Зос и Зил – зольного сухого вещества соответственно сырого осадка и активного ила, принимается 27% и 25%;

Общее количество беззольного вещества, М_без, т/сут, загружаемого в метантенк:

(3.132)

Максимально возможное сбраживание беззольного вещества для осадков из первичных отстойников , для избыточного активного ила .

Коэффициент сбраживаемости смеси осадка и активного ила,% :

(3.133)

Выход биогаза, м³/кг при сбраживании смеси осадка и избыточного активного ила:

(3.134)

где n - коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания, принимаемый 0,17;

Общее количество биогаза, м³/сут, получаемого в результате брожения смеси т активного ила:

(3.135)

Для хранения газа предусматриваем газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2-4 часовому выходу газа; принимаем двухчасовой выход газа:

(3.136)

Принимаем 2 типовых газгольдера, диаметром 9300мм и вместимостью 300м³.

Далее определяем качество сброженной смеси, то есть ее влажность. 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.

Влажность осадка ,выходящего из метантенка:

(3.138)

С целью обеспечения эффективного использования всего объема метантенка, исключения образования мертвых зон, предотвращения расслоения осадка, отложения песка и образования корки, выравнивания температурного поля содержимое метантенка необходимо перемешивать [8]. Для этого предусматриваем установку погружных мешалок фирмы Flygt типа SR4630, технически е данные которой приведены в таблице 3.13.

Расчет центрифуги для механического обезвоживания осадка

Центрифугирование является высокоэффективным методом обезвоживания осадка. Применение этого метода целесообразно для станций производительностью до 100 тыс м³/сут. Достоинства этого метода – простота и экономичность, низкая влажность обезвоженного осадка (кека), возможность работы без применения реагентов.

Подбираем центрифугу ОГШ- 502К-04, производительностью 10 м³/ч, компании «Стройбурсервис».

Определяем количество центрифуг:

(3.139)

где -суточный расход осадка после метантенка, м³/ч .

Принимаем одну рабочую и одну резервную центрифугу.

Количество сухого вещества смеси осадка из метантенка задерживаемого центрифугами за сутки, расчет ведем по [5]:

(3.140)

где – суточный масса осадка по сухому веществу, т;

Э – эффективность задержания сухого вещества при центрифугировании смеси осадка, принимаемая 40%, согласно т. 12.7 [2];

(3.141)

При влажности кека 65% его объем за сутки составляет:

(3.142)

Где ρ – влажность кека, принятая по т. 12.7 [2] 65%;

γ – вес осадка, равный 1,1т/м³;

Расход образующего фугата:

(3.143)