Реконструкция участка обработки осадков очистной станции канализации г. Челябинска (стр. 12 из 20)

, м³/сут (3)

где Пр – прирост активного ила, м³/сут;

а – вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников, мг/л;

Q – расход сточных вод, м³/сут;

Прирост активного ила составит:

, мг/л (4)

где В – количество взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

Lа – БПК_полн поступающих в аэротенк сточных вод, мг/л

мг/л

Тогда количество избыточного активного ила по весу во вторичных отстойниках по формуле (3) составит:

т/сут

Количество избыточного активного ила по объему составит:

, м³/сут (6)

где g - объемный вес активного ила, 1,001.

W_изб.ос – влажность активного ила, равная 99,4%;

м³/сут

4.1.3 Химический ил

В случае последующей очистки воды, уже очищенной биологически, в связи с добавлением соли железа (III) образуется также осадок гидроокиси – фосфата железа. Предполагаемое суточное количество химического ила составляет 10 т/сут.

В случае предполагаемого среднего содержания сухого вещества 2% объем ила, отбираемого из систем флотации, аналогично по формуле (6) составит:

м³/сут

4.2 Расчет оборудования для обработки осадков

4.2.1 Расчет гравитационных сгустителей для обработки сырого осадка

Сырой осадок, образующийся в первичных отстойниках, перекачивается насосом для сгущения в гравитационные сгустители.

Полезная площадь радиального илоуплотнителя определяется по формуле (7) [13]:

, м² (7)

где q_max – часовой приток сырого осадка, кг/ч;

q₀ – нагрузка по сухому веществу осадка, принимаем равной 2,5 кг/ч·м² по таблице 57 [6].

м²

Диаметр илоуплотнителя по формуле (8):

, м (8)

м

Сгущение ила осуществляется с помощью вращающегося по кругу так называемого скребкового механизма с центральным приводом. Внутренний диаметр сгустителя составляет 22 м, а полезная глубина вдоль стены составляет 3,5 м. Рекомендуемый уклон дна составляет 10%. Сгущенный ил откачивается из зумпфа, находящегося в центре сгустителя, а осадок, поступающий на сгущение подается в распределитель, находящийся в центральной части сгустителя.

Объем уплотненного сырого осадка составит по формуле (9):

, м³/сут (9)

где V_ос – объем сырого осадка, м³/сут;

W_ос – влажность осадка, поступающего на уплотнение, %;

- влажность уплотненного осадка, %

м³/сут

Максимальное количество жидкости, отделяемой в процессе уплотнения по формуле (10), м³/сут:

, м³/сут (10)

м³/сут

4.2.2 Механическое сгущение избыточного активного ила и химического ила

Механическое сгущение избыточного активного ила и химического ила с добавлением полиэлектролита выполняется в барабанном сгустителе с небольшим расходом электрической энергии.

Общий расход смеси избыточного и химического ила:

, м³/сут (11)

м³/сут

Перед подачей на сгустительное оборудование химический ил и минерализованный активный ил следует перемешать. Для этого принимаем 3 резервуара для усреднения концентрации осадков объемом по 3000 м³ каждый.

Резервуар для усреднения концентрации осадков представляет собой закрытое инженерное сооружение цилиндрической формы диаметром 18 м и высотой 3 м, оборудованное смесителями.

Средняя влажность смеси составляет:

, % (12)

%

Перед поступлением в механический сгуститель, осадок кондиционируется полиэлектролитом. Удельная потребность в полиэлектролите для сгущения 7 г/кг. Тогда суточный расход полиэлектролита составит:

0,007 – 1

m - 58000

кг/сут

С целью обеспечения этого количества целесообразно предусмотреть установку двух блоков для растворения полиэлектролита производительностью

12 кг/ч.

Раствор полиэлектролита готовится в два этапа. На первом этапе готовится раствор с концентрацией 5 кг/м³ (этот раствор может быть приготовлен только из чистой водопроводной воды), а затем соответствующая концентрация раствора устанавливается путем разбавления концентрированного раствора водой технического качества (очищенная сточная вода). Разбавленный раствор может храниться на протяжении не более 24 часов. Важным правилом приготовления раствора полиэлектролита является то, что порошок полиэлектролита может всыпаться в воду только при интенсивном турбулентном смешивании (в противоположном случае могут образоваться комки).

Принимаем 6 сгустителей типа БС-4 производительностью 30¸60 м³/ч с мощностью привода 1,50 кВт. Габаритные размеры: 2835 × 2050 × 1820 (мм).

Расход уплотненного осадка при его влажности 95% аналогично формуле (9):

м³/сут

Максимальное количество жидкости, отделяемой в процессе уплотнения, определяем аналогично формуле (10):

м³/сут

4.2.3 Расчет метантенков

Расчет метантенков заключается в вычислении количества образующихся на станции осадков, выборе режима сбраживания, определении требуемого объема сооружений и степени распада беззольного вещества осадков.

Количество сухого вещества осадка из первичных отстойников составляет Q_сух = 72 т/сут. Количество сухого активного ила и химического ила – 58 т/сут.

Расход сырого осадка и смеси избыточного активного ила и химического ила соответственно: W_упл = 1440 м³/сут, q_изб = 1189 м³/сут.

Количество беззольного вещества осадка вычисляют по формуле (13) [14]:

, т/сут (13)

где В_г – гидроскопическая влажность сырого осадка, равная 5 %;

З_ос – зольность осадка, равная 30 %

т/сут

Количество беззольного активного ила вычисляют по аналогичной формуле (14):

, т/сут (14)

где

- гидроскопическая влажность избыточного ила, составляет 5 %;

З_ил – зольность активного ила, 25%

т/сут

Общий расход осадков:

по сухому веществу:

, т/сут (15)

т/сут

по беззольному веществу:

, т/сут (16)

т/сут

по объему смеси фактической влажности:

, м³/сут (17)

м³/сут

Средние величины влажности и зольности смеси находят по формулам (18), (19) соответственно:

, % (18)

%

, % (19)

%

Рассмотрим два варианта сбраживания осадка: при мезофильном режиме и при термофильном. Выбор между мезофильным и термофильным сбраживанием будет сделан после технико-экономической оценки.

4.2.3.1 Расчет метантенка при мезофильном сбраживании

Температура сбраживания при мезофильном режиме составляет 33ºС.

Суточная доза загружаемой в метантенк смеси при влажности 95%

D_mt = 8 % (табл. 59 [11]).

Расчетный объем метантенков определяется по формуле (20) [15]:

, м³ (20)

м³

Принимаем 6 метантенков D = 18 м с полезным объемом 6000 м³, высота верхнего конуса Н_В.К = 3,15 м, высота цилиндрической части Н_Ц = 18 м.