Реконструкция участка обработки осадков очистной станции канализации г. Челябинска (стр. 13 из 20)

По формуле (21) определяем фактическую дозу загрузки:

, % (21)

%

Распад беззольного вещества по формуле (22):

(22)

где а – предел сбраживания беззольного вещества загружаемого осадка, % (при отсутствии данных о химическом составе осадков принимаются: для сырого осадка 53%, для избыточного активного ила 44%.);

n – коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания (0,72 по табл. 61 [16]);

D_mt – доза суточной загрузки метантенков, %

Для смеси сырого осадка и избыточного активного ила предел сбраживания определяется по формуле (23):

, (23)

Тогда по формуле (22):

%

Выход газа из метантенков

Принимаем равным 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Плотность газа ρ = 1 кг/м³.

Удельный выход газа по формуле (24) составит:

, м³/кг (24)

м³/кг

Суммарный выход газа определяется по формуле (25):

, м³/сут (25)

м³/сут

Съем газа с одного метантенка в сутки по формуле (26):

, м³/сут (26)

м³/сут.

Для хранения газа предусмотрены газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2 – 4хчасовому выходу газа. Принимаем 2,5-часовой выход газа:

, м³ (27)

м³

Принимаем 2 гахгольдера по типовому проекту 707-2-6 емкостью 3000 м³ и диаметром 21050 мм

Определение размеров горловины

Площадь живого сечения горловины по формуле (28):

, м² (28)

где Q_г – пропускная способность 1 м² горловины в м³/сут; принимаем равным

700 м³/сут на м²

м².

По формуле (29) определяем диаметр горловины:

, м (29)

м

Теплотехнический расчет

а) Расход тепла на обогрев свежего осадка определяется по формуле (30):

, ккал/сут (30)

где К – коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки, днище и перекрытие метантенков, при емкости V_мт более 1100 м³ К = 0,10;

С_т – теплоемкость осадка, 4,19 кДж/(кг × К);

t_сб – температура в метантенке, равная 33ºС;

t_вх – температура поступающего осадка, 13 ºС

ккал/сут

б) Компенсация теплопотерь всего объема (за вычетом добавки свежего осадка), принимается охлаждение за сутки на 1 ºС:

, ккал/сут (31)

ккал/сут

в) Общее потребное количество тепла:

, ккал/сут (32)

ккал/сут

г) Требуемая расчетная теплопроизводительность с учетом КПД котельной установки определяется по формуле (33):

, ккал/сут (33)

где η – КПД котельной установки, принимается равным 0,7 – 0,8

ккал/сут

д) По формуле (34) расчетное потребное количество пара при теплоотдаче 1 кг пара 550 ккал составит:

, т/сут (34)

т/сут

е) Количество тепла, выделяемого при сжигании газа при теплопроводной способности газа 5000 ккал/м³:

, ккал/сут (35)

ккал/сут

< G_расч, 17,8 · 10⁷ < 34,4 · 10⁷ кал/сут

Количество тепла, получаемого при сжигании газа, образующегося в метантенках, недостаточно для поддержания мезофильного процесса в них.

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.

Масса беззольного вещества рассчитывается как:

, т/сут (36)

т/сут

Масса сухого вещества в сброженной смеси определяется как:

, т/сут (37)

Разность М_сух – М_без представляет собой зольную часть, не изменившуюся в процессе сбраживания.

т/сут

Влажность сброженной смеси по формуле (38):

, % (38)

%

Зольность сброженной смеси по фрмуле (49) будет равна:

, % (49)

где

- гидроскопичность сброженной смеси, равная 6 %

%

4.2.3.2 Расчет метантенка при термофильном сбраживании

Сбраживание происходит при температуре 50 - 55ºС.

Суточная доза загружаемой в метантенк смеси при влажности 95 % D_mt = 17 % (табл. 59 [11]).

Расчетный объем метантенков по формуле (21):

м³

Принимаем 3 метантенка D = 18 м с полезным объемом 6000 м³, высота верхнего конуса Н_В.К = 3,15 м, высота цилиндрической части Н_Ц = 18 м [17].

Фактическая доза загрузки:

%

Распад беззольного вещества по формуле 23, где n – коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания (0,31 по табл. 61 [11]):

%

Выход газа из метантенков

Принимаем равным 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Плотность газа ρ = 1 кг/м³.

По формуле (25) удельный выход газа составит:

м³/кг

Суммарный выход газа определяется по формуле (26):

м³/сут

Съем газа с одного метантенка в сутки:

м³/сут.

Для хранения газа предусмотрены газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2 – 4хчасовому выходу газа. Принимаем 2,5-часовой выход газа:

м³

Принимаем 2 гахгольдера по типовому проекту 707-2-6 емкостью 3000 м³ и диаметром 21050 мм

Определение размеров горловины

Площадь живого сечения горловины по формуле (29):

м².

Диаметр горловины п формуле (30):

м

Теплотехнический расчет

а) Расход тепла на обогрев свежего осадка:

, ккал/сут (50)

где К – коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки, днище и перекрытие метантенков, при емкости V_мт более 1100 м³ К = 0,10;

С_т – теплоемкость осадка, 4,19 кДж/(кг × К);

t_сб – температура в метантенке, равная 33ºС;

t_вх – температура поступающего осадка, 13 ºС

ккал/сут

б) по формуле (32) компенсация теплопотерь всего объема (за вычетом добавки свежего осадка), принимается охлаждение за сутки на 1 ºС:

ккал/сут

в) Общее потребное количество тепла: