г) Требуемая расчетная теплопроизводительность с учетом КПД котельной установки по формуле 34:
ккал/сутд) Расчетное потребное количество пара при теплоотдаче 1 кг пара 550 ккал:
т/суте) Количество тепла, выделяемого при сжигании газа при теплопроводной способности газа 5000 ккал/м3:
ккал/сут < Gрасч, 19,6 · 107 < 62,55 · 107 кал/сутКоличество тепла, получаемого при сжигании газа, образующегося в метантенках, недостаточно для поддержания термофильного процесса в них.
Масса беззольного вещества рассчитывается по формуле 37:
т/сутМасса сухого вещества в сброженной смеси определяется по формуле 38
т/сутВлажность сброженной смеси по формуле (39):
%Зольность сброженной смеси по формуле (40) будет равна:
%Объем осадка, выходящего из метантенка, равен объему, подающегося на метантенк. При удалении осадка в нем еще содержится значительное количество биогаза. Перед обезвоживанием биогаз следует удалить. Для этого предусматривается два бассейна-дегазатора.
Инженерные сооружения дегазации представляют собой железобетонные бассейны такой же формы и таких же размеров, как и гравитационные сгустители первичного осадка. Диаметр бассейнов 22 м, высота дегазатора 3,5 м, а полезный объем каждого из бассейнов составляет 1538 м3.
Бассейны дегазации одновременно являются и бассейнами буферного хранения осадка в случае выхода из строя оборудования для обезвоживания или перебоя на очистной станции [18].
4.2.4 Механическое обезвоживание осадков
Осадки городских сточных вод, подлежащие механическому обезвоживанию, должны подвергаться предварительной обработке — уплотнению, промывке (для сброженного осадка).
Перед обезвоживанием сброженного осадка на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах следует предусматривать его промывку очищенной сточной водой.
4.2.4.1 Расчет сооружений промывки осадков после сбраживания
Количество промывной воды следует принимать, м³/м3: для сброженной в мезофильных условиях смеси сырого осадка и избыточного активного ила - n=2 – 3, при термофильном режиме n = 3 – 4. Продолжительность промывки Tпр= 15-20 мин.
Суточный объём смеси осадка и промывной воды определяем по формуле (51) [6]:
. (51) м³.Объём промывных резервуаров по формуле (52):
, (52) м³.Принимаем 2 резервуара с рабочим объемом каждого 150 м³.
Перемешивание смеси осадка и промывной воды производится сжатым воздухом из расчета 0,5 м3 на 1 м3 смеси.
Расход воздуха для перемешивания:
м³/ч.Промывные резервуары размещаются, как правило, в специальном помещении — камере промывки. Здесь же могут быть резервуар для иловой воды и насосы для ее перекачки.
Уплотнение смеси промытого осадка и воды осуществляется в радиальных или вертикальных отстойниках-уплотнителях, рассчитанных на 12—18-часовое пребывание в них смеси. Принимаем уплотнители радиального типа с продолжительностью уплотнения 15 ч. Число уплотнителей — не менее 2.
Рабочий объем уплотнителей определяем по формуле (53):
, (53) м³.Объем иловой части уплотнителей рассчитывается на хранение осадка влажностью 94—96 % в течение 2 сут:
м³.Общий объем уплотнителей:
м³.В качестве уплотнителей промытого осадка принимаем 2 первичных отстойника диаметром 30 м с объёмом каждого 3500 м³.
Расход промытого и уплотнённого осадка влажностью 94% :
м³/сут.Расход сливной воды, отводимой из уплотнителей осадка, определим по формуле (54):
, (54) м³/сут.4.2.4.2 Расчет реагентного хозяйства
В качестве реагентов при коагулировании осадков городских сточных вод следуеи принять хлорное железо или сернокислое окисное железо и известь в виде 10%-ных растворов.
Количество реагентов следует определять в расчете по FeCl3 и СаО.
Доза FeCl3 от веса сухого вещества – 4%;
Доза СаО от веса сухого вещества – 11% (п.6.373 [11]).
Суточный расход FeCl3 по активному продукту:
т/сут30%-ый раствор FeCl3 хранится в наружных резервуарах, в которых имеется запас на 20 суток, он равен:
м3На 1 сутки 10%-ого раствора FeCl3 требуется:
м3Суточный расход извести по активной части:
т/сутНа 1 сутки 10%-ого раствора извести требуется:
м3Принимаем 4 расходных бака объемом 40 м3, общий объем баков составляет
160 м3 [19].
4.2.4.3 Расчет камерного фильт-пресса
Рабочая площадь вакуум-фильтра определяется по формуле (55):
, (55)где
- расход смеси, поступающей на обезвоживание, м3/сут; - влажность обезвоженного осадка,%;q — пропускная способность фильтр - пресса, кг/(м2ч);
Т- продолжительность работы фильтр — пресса за сутки, ч.
м².Принимаем 4 рабочих и 2 резервных камерных фильтр-пресса марки
ФПА В300 с площадью поверхности 300 м².
Расход кека влажностью 60% составляет:
м³/сут.Расход образующегося фильтрата:
м³/сут.4.2.4 Обеззараживание осадков сточных вод
После механического обезвоживания ил представляет собой грязеобразный (пастообразный) материал, в котором, несмотря на предварительное сбраживание в мезофильных условиях, остается значительное количество патогенных микроорганизмов и гельминтов. Попадая в благоприятные условия, яйца гельминтов проходят инвазионную стадию развития и становятся способными заражать людей и животных.
Для химического обеззараживания осадков применяем известь.
В процессе гашения 1 грамм-моля окиси кальция, содержащейся в извести, выделяется 65 кДж тепла.
Необходимое количество тепла, кДж, для нагревания осадка негашеной известью можно определить из выражения (56):
, кДж (56)где Мос и Ми – масса осадка и извести соответственно, кг;
Си – удельная теплоемкость извести, равная 0,92 кДж/(кг-град);
ΔТ – разность температур исходной и необходимой для обеззараживания осадка, ºС
Удельная теплоемкость осадка Сос определяется по формуле (57):
, (57)где 1,8 – теплоемкость сухого осадка влажностью 5 – 10%, кДж/(кг · град);
Рос – влажность осадка, доли единицы.
кДж/(кг · град)Массу негашеной извести, необходимую для нагрева осадка на ΔТ, ºС, определяют по формуле (58):
, кг (58)где а – активность извести, доли единицы
кг/сутТогда по формуле 56 вычислим:
кДж/сутДля обеззараживания можно использовать не только чистый СаО, но также и другой побочный промышленный продукт с большим содержанием СаО. Естественно, в этом случае в зависимости от содержания СаО в используемом материале потребуется больше его количество.
Прогретый осадок, смешанный с известью, поступает на площадки, откуда по истечении определенного времени осадок вывозится на территорию отвала с помощью специальных машин для складирования [4].