Очистные сооружения города
.pdf
121
при чем: W1 – усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W1 = W = 99,5 %;
W2 – влажность уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила (табл. 5 в [6]), W2 = 97 %;
tил – продолжительность пребывания уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в осадочной части уплотнителя, tил = 12 ч.
Расход уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из одного уплотнителя, м3/ч,
qoc' 1 = Voc1 = 447,74 = 223,87;
tос 2
где, tос – продолжительность выгрузки уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила из уплотнителя, tос = 2 ч.
Диаметр трубопровода для удаления уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м,
doc = |
4q' |
4 223,87 |
= 0,89; |
oc1 = |
3600 3,14 0,1 |
||
|
3600πvoc |
|
здесь, vос – скорость движения уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, vос = 0,1 м/с.
Принимаем dос = 0,9 м.
Диаметр приямка, м,
Dп = dтр + 2kпdос = 0,9 + 2 1,1 0,9 = 2,88;
при чем, kп – коэффициент запаса, kп = 1,1. Принимаем Dп = 2,9 м.
Глубина осадочной части уплотнителя, м,
h |
= |
(D − Dп)i |
= |
(53,5 −2,9) 0,05 |
=1,27; |
|
|
||||
2 |
2 |
2 |
|
||
|
|
||||
где, i – уклон днища уплотнителя в сторону приямка, i = 0,05. Принимаем h2 = 1,3 м.
Полная глубина уплотнителя, м,
H = h1 + h2 + h3 =1,15 +1,3 +0,3 = 2,75;
здесь, h3 – высота бортов уплотнителя, h3 = 0,3 м. Принимаем Н = 2,75 м.
122
Полная глубина уплотнителя с учетом приямка, м,
H ' = H + hп = 2,75 +1 = 3,75;
при чем, hп – глубина приямка, hп = 1 м.
Высота слоя уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в уплотнителе, м,
h |
= 3 |
3V i2 |
3 447,74 0,052 |
=1,02. |
|
oc1 |
= 3 |
|
|||
oc |
π |
|
3,14 |
|
|
|
|
|
|
||
Принимаем hос = 1,05 м.
Диаметр трубопровода подачи уплотняемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к одному уплотнителю, м,
D |
= |
4qmax |
= |
4 3581,9 |
= 0,16; |
тр |
3600πnуvтр' |
|
3600 3,14 16 3 |
|
|
|
|
|
|
||
где, v'тр – скорость движения смеси в трубопроводе, v'тр = 3 м/с. Принимаем Dтр = 0,2 м.
Диаметр коллектора, подводящего смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к уплотнителям, м,
D = |
4qmax |
= |
4 3581,9 = 0,65. |
к |
3600πvтр' |
|
3600 3,14 3 |
|
|
Принимаем Dк = 0,65 м.
Максимальный расход жидкости, отделяемой в процессе уплотнения смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/ч,
q |
ж |
= q |
|
W1 −W2 |
= 3581,9 |
99,5 −97 |
= 2984,92. |
|
max 100 −W |
100 −97 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
||
Диаметр трубопровода для отвода отделенной жидкости на очистку, м,
' |
4qж |
= |
4 2984,92 |
= 0,15; |
Dтр = |
3600πnуvтр" |
3600 3,14 16 3 |
||
|
|
|
здесь, v"тр – скорость движения жидкости в трубопроводе, v"тр = 3 м/с. Принимаем D'тр = 0,15 м.
Диаметр коллектора, подводящего отделенную жидкость к очистным сооружениям, м,
|
|
|
123 |
D' |
= |
4qж = |
4 2984,92 = 0,59; |
к |
|
3600πvтр"' |
3600 3,14 3 |
|
|
при чем, v"'тр – скорость движения жидкости в коллекторе, v"'тр = 3 м/с. Принимаем D'к = 0,6 м.
Ширина водосборного лотка, м,
bл = kлDтр' =1,25 0,15 = 0,19;
где, kл – коэффициент запаса, kл = 1,25. Принимаем bл = 0,5 м.
Глубина жидкости в водосборном лотке, м,
hл = |
qж |
= |
2984,92 |
|
= 0,1; |
|
3600nуbлvл |
3600 16 0,5 1 |
|||||
|
|
|
||||
здесь, vл – скорость движения жидкости в лотке, vл = 1 м/с. Высота водослива, м,
hв = hл +∆h = 0,1+0,5 = 0,6;
при чем, ∆h – высота водослива над уровнем воды в водосборном лотке,
∆h = 0,5 м.
Принимаем hв = 0,6 м.
Высота наружного борта водосборного лотка, м,
H л = hв + h3 = 0,6 + 0,3 = 0,9.
Наружный диаметр водосборного лотка, м,
Dл = D + 2bл = 53,5 + 2 0,5 = 54,5.
Расход уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, отводимой на дальнейшую обработку, м3/ч,
qmax 2 = n'уqос' 1 = 2 223,87 = 447,74;
где, n'у – количество уплотнителей, из которых уплотненная смесь отводится одновременно, n'у = 2 шт. (т.к. nу = 16 шт., а tос = 2 ч.).
Диаметр коллектора, отводящего уплотненную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку, м,
D |
= 4qmax 2 = |
4 447,74 =1,26. |
oc |
3600πvос |
3600 3,14 0,1 |
|
Принимаем Dос = 1,3 м.
124
Расчетная схема радиального уплотнителя приведена на рис. 7пр.
Расчет метантенков
Суточный расход жидкости отделяемой при уплотнении смкеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут,
Q |
= Q |
W1 −W2 |
=85597,92 |
99,5 −97 |
= 71331,6; |
|
|
||||
ж |
100 −W2 |
|
100 −97 |
||
|
|
||||
где: Q – суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила исходной влажности, Q = 85597,92 м3/сут;
W1 – усредненная исходная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W1 = 99,5 %;
W2 – влажность уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, W2 = 97 %.
Суточный расход сбраживаемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут,
Q' = Q −Qж = 85597,92 − 71331,6 =14266,32.
Суммарный рабочий объем метантенков, м3,
V= 100Q' = 100 14266,32 =142663,2;
Д10
здесь, Д – суточная доза загружаемой уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила (табл. 6 в [6]), Д = 10 %.
Число рабочих метантенков, шт.,
n = V =142663,2 =13,21; V1 10800
при чем, V1 – рабочий объем одного метантенка (рис. 10 в [6]), V1 = 10800 м3 (метантенки установленные на очистных сооружениях г. Нюрнберга).
Принимаем n = 14 шт.
Число резервных метантенков, шт.,
np = n2 =142 = 7.
Принимаем nр = 7 шт.
Общее число метантенков, шт.,
|
|
|
|
|
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ø 54,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ø 53,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ø 2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ø 1,45 |
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
0,6 |
0,1 |
0,9 |
|
|
0,5 |
|
|
|
|||
|
|
0,35 |
0,2 |
ø 1,25 |
|
ø 0,15 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
3,75 |
2,75 |
1,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ø 0,9 |
1,25 |
|
|
|
|
1,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
ø 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ø0,9
ø2,9
Рис. 7пр. Расчетная схема радиального уплотнителя
126
N = n + np =14 + 7 = 21.
Расход осадка из первичных отстойников по сухому веществу, т/сут,
Qc = |
СЭkвв Q |
= |
181,34 0,68 1,1 |
173980 = 23,6; |
|||
o |
10 |
6 |
св |
|
10 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
||
где: С – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, постыпающей в первичные отстойники (табл. 7пр.), С = 181,34 мг/л;
Э – эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках (табл. 7пр.), Э = 68 % = 0,68;
kвв – коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не учитываемых при отборе проб воды на анализ, kвв = 1,1;
Qсв – суточный расход сточных вод (табл.1пр), Qсв = 173980 м3/сут. Расход осадка из первичных отстойников по беззольному веществу, т/сут,
|
б |
|
Qс(100 −W о) (100 − З |
) |
|
23,6 (100 −10) (100 − 25) |
|
||
Q |
|
= |
о |
Г |
о |
|
= |
|
=15,93; |
|
|
|
|
|
|
||||
о |
|
|
10000 |
|
|
|
10000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
здесь: WоГ – гигроскопическая влажность осадка из первичных отстойников, WоГ = 10 %;
Зо – зольность осадка из первичных отстойников, Зо = 25 %. Расход избыточного активного ила по сухому веществу, т/сут,
с |
|
0,8С(1− Э)+ 0,3Lo −b |
|
0,8 181,34 (1−0,68)+ 0,3 228,16 −10 |
|
|
Qи |
= |
|
Qсв = |
|
× |
|
106 |
106 |
|||||
|
|
|
|
|||
×173980 =18,25; |
|
|
|
|||
при чем: Lо – величина БПКполн поступающих в аэротенк сточных вод
(табл. 7пр.), Lо = 228,16 мг/л;
b – вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников
(табл. 7 пр.), b = 10 мг/л.
Расход избыточного активного ила по беззольному веществу, т/сут,
|
б |
|
(100 −W и) (100 − З ) |
|
с |
|
(100 −15) (100 −30) |
|
|
||
Q |
|
= |
Г |
и |
|
Q |
|
= |
|
18,25 |
=10,86; |
|
|
|
|
|
|||||||
и |
|
10000 |
|
|
и |
|
10000 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где: WиГ – гигроскопическая влажность избыточного активного ила, WиГ = 15 %; Зи – зольность избыточного активного ила, Зи = 30 %.
Количества беззольного вещества в смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, т/сут,
127
Mбез = Qоб +Qиб =15,93 +10,86 = 26,79.
Предел сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %,
|
a Qб + a Qб |
53 15,93 + 44 10,86 |
|
|
a = |
o о и и |
= |
26,79 |
= 49,35; |
|
||||
|
Мбез |
|
||
здесь: ао – предел сбраживания осадка из первичных отстойников, ао = 53 %; аи – предел сбраживания избыточного активного ила, аи = 44 %.
Удельный выход газа при сбраживании смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/кг,
у' = a − kД = 49,35 −0,4 10 = 0,45; 100 100
при чем, k – коэффициент зависящий от влажности сбраживаемой смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила и режима сбраживания
(табл. 9 в [6]), k = 0,4.
Суммарный выход газа от сбраживания смеси осадка из первичных отстойников
иизбыточного активного ила, м3/сут,
Г= у'Мбез = 0,45 26,79 =12,06.
Диаметр трубопровода для отвода газа от метантенков, м,
DГ = |
4 |
Г |
= |
4 12,06 |
= 6,67 |
10−3; |
||
3600 |
|
24πvГ |
3600 24 3,14 4 |
|||||
|
|
|
|
|||||
где, vГ – скорость движения газа в трубопроводе, vГ = 4 м/с. Принимаем DГ = 0,05 м.
Диаметр трубопровода отвода газа от одного метантенка, м,
dГ |
= |
|
4 |
Г |
= |
4 12,06 |
|
=1,78 10−3. |
|
3600 |
24πnvГ |
3600 24 3,14 |
14 4 |
||||||
|
|
|
|
||||||
Принимаем dГ = 0,05 м.
Диаметр трубопровода подачи смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила к метантенкам, м,
D |
= |
4Q' |
= |
4 14266,32 |
|
= 0,27; |
к |
3600 |
24πvтр' |
|
3600 24 3,14 |
3 |
|
|
|
|
здесь, v'тр – скорость движения уплотненной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, v'тр = 3 м/с.
128
Принимаем Dк = 0,3 м.
Диаметр трубопровода подачи смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в один метантенк, м,
Dтр = |
4Q' |
= |
4 14266,32 |
= 0,07. |
|
24πnvтр' |
3600 24 3,14 14 3 |
||||
3600 |
|
|
Принимаем Dтр = 0,1 м.
Влажность сброженной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %,
W ' |
= |
WoQo +WиQи |
= 92 514,8 +94 85083,12 = 93,99; |
|
|||
2 |
|
Q |
85597,92 |
|
|
при чем: Wо – влажность сброженного осадка из первичных отстойников, Wо = 92 %;
Qо – суточный расход осадка из первичных отстойников,
Qо = 514,8 м3/сут;
Wи – влажность сброженного избыточного активного ила, Wи = 94 %; Qи – суточный расход избыточного активного ила,
Qи = 85083,12 м3/сут;
Q – суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, Q = 85597,92 м3/сут.
Расход жидкости, отделяемой в процессе сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут,
Q' |
= Q' |
W2 |
−W2' |
=14266,32 |
97 −93,99 |
= 7145,03. |
|
|
|
||||
ж |
100 |
−W2' |
100 −93,99 |
|||
|
||||||
Расход сброженной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м3/сут,
Qсб = Q' −Qж' =14266,32 −7145,03 = 7121,29.
Диаметр трубопровода, отводящего сброженную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку, м,
Doc = |
4Qсб |
= |
4 7121,29 |
=1,02; |
||
3600 |
24πvос |
3600 24 3,14 0,1 |
||||
|
|
|
||||
где, vос – скорость движения сброженной смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила в трубопроводе, vос = 0,1 м/с.
129
Принимаем Dос = 1,1 м.
Диаметр трубопровода, отводящего сброженную смесь осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила на дальнейшую обработку от одного метантенка, м,
doc = |
4Qсб |
= |
4 7121,29 |
= 0,27. |
|||
3600 |
|
24πnvос |
3600 24 3,14 14 0,1 |
||||
|
|
|
|||||
Принимаем dос = 0,3 м.
Диаметр трубопровода для отвода воды, отделяемой в процессе сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила от метантенков и подачи ее на очистные сооружения, м,
Dж = |
4Qж |
= |
4 7145,03 |
= 0,19; |
||
3600 |
24πvж |
3600 24 3,14 3 |
||||
|
|
|
||||
здесь, vж – скорость движения жидкости в трубопроводе, vж = 3 м/с. Принимаем Dж = 0,2 м.
Диаметр трубопровода для отвода воды, отделяемой в процессе сбраживания смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила от одного метантенка, м,
dж = |
4Qж |
= |
4 7145,03 |
= 0,05. |
||||
3600 |
|
24πnvж |
3600 |
24 3,14 14 3 |
||||
|
|
|
||||||
Принимаем dж = 0,05 м.
Расчет центрифуг
Количество рабочих центрифуг
n = |
Q |
= |
7121,29 |
= 8,48; |
|
24q |
24 35 |
||||
|
|
|
где: Q – расход обезвоживаемого осадка, Q = Qсб = 7121,29 м3/сут.;
q – производительность центрифуги по исходному осадку, м3/ч (табл.22 в [6]): выбираем центрифугу марки ОГШ-631к-2 производительностью q = 35 м3/ч.
Принимаем n = 9 шт.
Общее количество центрифуг,
N = n + np = 9 + 2 =11;
здесь, np - число резервных центрифуг (табл. 23 в [6]), nр = 2 шт.
130
Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч,
T = |
Q |
= |
7121,29 |
= 22,61. |
|
|
|
|
|
|
|||
nq |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
9 35 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Производительность центрифуг по кеку, кг/сут, |
|
|
|
||||||||
Мк = |
10Q(100 −Wн)ρε |
= |
10 7121,29 (100 |
−93,99) 1 |
35 |
= 499321,12; |
|||||||
|
|
|
100 −Wк |
|
100 − |
70 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
при чем: Wн – влажность обезвоживаемого осадка, Wн = W'2 = 93,99 %; ρ – плотность обезвожываемого осадка, ρ = 1 т/м3;
ε – эффективность задержания сухого вещества осадка (табл. 24 в [6]),
ε = 35 %;
Wк – влажность кека (табл. 24 в [6]), Wк = 70 %. Расход кека, м3/сут,
Qк = Мк = 499321,12 = 453,93; ρк 1100
где, ρк – плотность кека, ρк = 1100 кг/м3. Расход фугата, м3/сут,
Qф = Q −Qк = 7121,29 − 453,93 = 6667,36.
Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м,
D = |
4Q |
= |
4 7121,29 |
=1,06; |
|
3600πTv |
|
3600 3,14 22,61 0,1 |
|
здесь, v – скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с. Принимаем D = 1,1 м.
Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м,
d = |
4Q |
= |
4 7121,29 |
= 0,35. |
|
3600πnTv |
|
3600 3,14 9 22,61 0,1 |
|
Принимаем d = 0,35 м.
Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м,
D |
= |
|
4Qф |
= |
4 6667,36 = 0,18; |
ф |
|
24 |
3600πvф |
|
24 3600 3,14 3 |
|
|
|
при чем, vф – скорость движения фугата в трубопроводе, vф = 3 м/с. Принимаем Dф = 0,2 м.