Метантенки, иловые площадки.

Метантенк представляет собой цилиндрический или прямоугольный железобетонный резервуар с коническим днищем, предназначенный для сбраживания осадка. Для ускорения процессов брожения в метантенке используют различные приемы, например, подогрев ила и его перемешивание. Осадок подогревают обычно до температуры 33 или 53 °С острым паром, подаваемым и метантенк с помощью инжектирующих устройств, или водой, температура которой достигает 60 °С, циркулирующей по змеевикам, уложенным внутри метантенка. Кроме того, осадок можно подогреть в теплообменных аппаратах вне метантенка. Перемешивают осадок либо с помощью насосов, забирающих его из нижней части камеры и подающих в верхнюю часть, либо гидроэлеваторами совместно с насосами или же специальными мешалками.

Процессы брожения ила в метантенках в основном аналогичны таким же процессам в двухъярусных отстойниках, но в результате искусственного повышения температуры и перемешивания распад сложных органических веществ идет значительно быстрее. Нормальные условия для брожения создаются в щелочной среде.

В зависимости от температуры сбраживания различают мезофильный режим (при температуре 33 °С) и термофильный (при температуре около 53 °С). Режим выбирают на основании технико-экономических расчетов с учетом методов последующей обработки и утилизации осадков и санитарных требований.

Количество образующихся газов (метана и угольной кислоты) зависит от количества и состава осадка, а интенсивность их выделения – от температуры брожения и режима загрузки метантенка свежими порциями осадка. Исследования показали, что в метантенках степень распада органического вещества составляет в среднем 40 %. Наибольшему распаду подвергаются жироподобные вещества и углеводы. При сбраживании выделяются газы: метан – примерно 6–64 % и угольная кислота – 32–33 %.

Сброженный осадок, выгружаемый из метантенков, двухъярусных отстойников или других сооружений, имеет высокую влажность: например, из двухъярусных отстойников осадок выходит с влажностью около 90 %, из метантенков – 96–97 %. Для дальнейшего использования осадок должен быть подвергнут сушке. Существуют различные приемы сушки осадка; самым распространенным является сушка на иловых площадках, где осадок должен быть подсушен в среднем до влажности 75 %, вследствие чего его объем уменьшается в 3–8 раз.

Иловые площадки состоят из спланированных участков земли (карт), окруженных со всех сторон земляными валиками (рис. 6.13). Осадок наливается на карты иловых площадок периодически слоями 0,2–0,25 м. По мере подсыхания часть влаги осадок теряет в основном за счет испарения, а часть влаги фильтруется через грунт. Ил, подсушенный до влажности 75 %, легко погружается на транспортные средства и отвозится к месту использования.

Иловые площадки обычно устраивают на естественном основании с дренажем или без дренажа, если уровень грунтовых вод залегает на глубине не менее 1,5 м от поверхности карт и в тех случаях, когда по санитарным условиям допускается проникание иловой воды в грунт. При меньшей глубине залегания грунтовых вод следует понижать их уровень. Если опасность загрязнения грунтовой воды не исключается, площадку устраивают на искусственном основании, препятствующем попаданию профильтровавшейся загрязненной воды в грунтовый поток. При наличии плотных и водонепроницаемых грунтов, а также при недостатке территории иловые площадки рекомендуется устраивать на естественном основании с трубчатым дренажем, заключенным в специальные дренажные канавы, заполненные щебнем или гравием крупностью 2–6 см. Расстояние между дренажными канавами следует принимать 6–8 м, начальную глубину канавы – 0,6 м с уклоном 0,003.

Размеры карт принимают в зависимости от местных условий, обеспечивая удобства для эксплуатации. Ширину отдельных карт назначают 10–40 м, длину – 100–150 м, рабочую глубину слоя осадка – 0,7–1,0 м, а высоту оградительных валиков – на 0,3 м выше рабочего уровня. Размеры одной карты назначают с таким расчетом, чтобы при выпуске осадка за один раз вся карта была заполнена слоем осадка не более 0,25 м в летнее время и 0,5 м в зимнее. Bысота валика с учетом намораживания осадка в зимнее время принимается не более 1,2 м.

Рис. 6.13. Иловые площадки:

1 – кювет оградительной канавы; 2 – дорога; 3 – сливной лоток; 4 – бруски,

поддерживающие илоразводящий лоток; 5 – илоразводящий лоток;

6 – дренажный колодец; 7 – сборная дренажная труба; 8 – дренажный слой;

9 – дренажные трубы; 10 – съезд на карту; 11 – дренажная канава; 12 – шиберы;

13 – деревянный щит под сливным лотком; К-1, К-2, К-3, К-4, K-5 – колодцы

Ил подводят к площадкам и месту выгрузки по трубам или лоткам, укладываемым с уклоном 0,01–0,03. Расстояние между выпусками в зависимости от размеров карт принимают от 10 до 50 м.

На очистных станциях производительностью более 10 000 м³/сут можно применять иловые площадки, на которых происходят уплотнение осадка и поверхностное удаление выделившейся иловой воды. Площадки выполняются в виде каскада, имеющего 4–7 ступеней. В каждом каскаде устраивают 4–8 карт. Полезная площадь одной карты составляет 0,25–1,0 га, ширина карты – 30–80 м, а длина находится в пределах 80–160 м. Высота оградительных валиков не должна превышать 2,5 м. Иловая вода, которая выделилась, собирается и перекачивается на очистные сооружения. Количество иловой воды составляет 30–50 % от объема обезвоживающихся осадков.