Задание 7 Расчет метантенков общие положения

Метантенк – сооружение для сбраживания осадков сточных вод - представляет собой цилиндрический железобетонный ре­зервуар с коническим днищем и герметическим перекрытием, в верхней части которого имеется колпак для сбора газа, откуда газ отводится для дальнейшего использования.

Осадок в метантенке перемешивается и подогревается с помощью особых устройств.

Метантенки проектируются в виде герметических резервуаров с подвижным (плавающим) и неподвижным перекрытием.

Рис. 2.11 Метантенк с плавающим перекрытием

1 — железобетонный резервуар; 2 — ограничитель; 3 — металлическая решетчатая ферма; 4 — тепло­изоляция перекрытия; 5 — слой толя по металлическому листу; 6 — бруски; 7 — рабочий настил из досок толщиной 2,5 см; 8 — защитный настил из досок толщиной 1,6 см; 9—пергамин по биту­му; 10 — рубероид (верхний слой); 11 — газовый колпак; 12 — «фартук» перекрытия; 13 — газосборная труба; 14 — газопровод; 15 — трубопровод сброженного осадка; 16 — трубопровод для подачи свежего осадка; 17—трубопровод для отвода иловой воды; 18 — паропровод; 19 — трубопровод для термометра сопротивления; 20 — трубопровод для перемешивания осадка; 21 — металлическая обшивка; 22 — ролик; 23 — люк для откачки конденсата; 24 — люк-лаз; 25 — люк для отбора проб.

В зависимости от температуры, при которой происходит брожение, различают два типа процесса — мезофильное сбраживание, происходящее при температуре 30—35°С, и термофильное сбраживание, происходящее при температуре 50—55°С.

За рубежом в основном применяется мезофильный процесс. В России наряду с мезофильным сбраживанием широкое распространение получил и термофильный процесс.

Термофильное сбраживание отличаетсябольшей интенсивностью распада органических веществ и заканчивается примерно в 2 раза быстрее, за счет чего вдвое сокращается требуемый объем сооружений. При термофильном сбраживании достигается полная дегельминтизация осадка, тогда как в условиях мезофильных температур погибает лишь 50—80% яиц гельминтов.

Основным преимуществом мезофильного сбраживания является обеспечение процесса теплом, получаемым от сжигания газов брожения. Подогрев осадка до термофильных температур, особенно в зимнее время, требует дополнительного расхода топлива, что влечет за собой увеличение эксплуатационных затрат.

Осадок, сброженный в термофильных условиях, значительно труднее обезвоживается, чем осадок, сброженный при мезофильном процессе, поэтому выбор температурного режима брожения должен производиться с учетом принятой схемы дальнейшей обработки осадка.

На современных очистных станциях сбраживанию обычно подвергается смесь сырого осадка и активного ила. Минерализация органических веществ осадка и ила в процессе брожения сопровождается выделением продуктов распада в газ и в иловую воду и приводит к значи­тельным изменениям в химическом составе сброженной смеси. Общий объем бродящей смеси практически не изменяется и, так как сухое вещество в результате распада уменьшается, влажность осадка в процессе брожения возрастает. Возрастает и зольность, поскольку зольная часть осадка при сбраживании остается неизменной, а сухое вещество уменьшается.

Эффективность работы метантенков оценивается по величине распа­да беззольного вещества, который подсчитывают либо по выходу газа Р_r, либо по убыли беззольного вещества P_бз. В первом случае массу газавыражают в процентах от массы загруженного беззольного вещества. Распад по газу показывает, какая часть беззольного вещества превратилась в процессе брожения в газ. Значение P_бз подсчитывают по данным анализа загруженного и выгруженного осадков на влажность и зольность. Убыль беззольного вещества выражают в процентах от массы загруженного беззольного вещества.

Величины Р_r и P_бз могут совпадать или значительно отличаться друг от друга. Для метантенков высоконагружаемых Р_r обычно больше P_бз. Обратное соотношение P_бз> P_r характерно для низконагружаемых метантенков с длительным периодом сбраживания, когда значительная часть продуктов распада после окончания газовыделения поступает в иловую воду.

Выход газа при сбраживании в метантенках обусловливается распадом только жиров, белков и углеводов, составляющих основную массу беззольного вещества осадков.