Расчет сооружений по обработке осадков сточных вод

Расчет сооружений производится в соответствии с методиками [6]. При этом должны быть определены:

для индивидуально проектируемых сооружений (уплотнители, метантенки, иловые площадки):

- габаритные и основные технологические размеры;

- основные технологические параметры;

- число сооружений;

для серийно выпускаемых сооружений (сооружения механического обезвоживания, сушилки, печи):

- тип и марка сооружения;

- основные технологические параметры и режим работы;

- число сооружений.

8.1. Расчет сооружений по обработке осадка из песколовок

8.1.1. Расчет установки по отмывке песка

Периодичность поступления осадка из песколовок на обработку, ч, при условии его удаления поочередно из каждой рабочей песколовки через равные промежутки времени, составляет:

где: t – продолжительность хранения осадка в песколовке, ч, t = 2сут,. t =48ч;

n – число рабочих песколовок, n = 6.

Объем сжиженного осадка из одной песколовки, м³, поступающего на обработку, соответствует:

здесь V_ос – объем осадочной части песколовки, V_ос = 4,35 м³;

V_см – объем воды, затрачиваемый на одну промывку одной песколовки, V_см = 1,2 м³.

Продолжительность нахождения осадка в установке по отмывке песка, ч:

где t_р – продолжительность нахождения осадка в приемном резервуаре (1…2 ч), t_р = 1,5 ч;

t_пр – продолжительность отмывки песка (0,25 … 0,30 ч), t_пр =0,3 ч;

t_у – продолжительность уплотнения отмытого песка (5 … 6 ч), t_у =5 ч.

Ввиду малого объема осадка, попадающего на обработку единовременно, и того, что периодичность поступления осадка примерно равна продолжительности его нахождения в установке, полагаем, что все операции по отмывке осадка производятся в одном резервуаре. При этом данный резервуар следует оборудовать системами подачи и распределения промывной воды, перемешивания, сбора и отведения воды, а так же системой промывки сооружения. Принимаем два резервуара рабочим объемом 7 м³ каждый.

Расход воды на отмывку осадка, м³/ч:

где, q_п – удельный расход воды на отмывку осадка (1,0 … 1,5 м³/м³), q_п = 1 м³/м³.

Объем воды, затрачиваемый на отмывку осадка из одной песколовки, м³:

Расход воздуха на перемешивание смеси осадка с промывной водой, м³/ч:

Здесь q_в – удельный расход воздуха на перемешивание, q_в = 0,5 м³/м³.

Влажность осадка после отмывки принимаем равной исходной влажности осадка из песколовок (табл. 8), т. е. W₀ = 85 %.

8.1.2. Расчет центрифуг

Расход осадка из песколовок в сутки, м³/сут.:

где V_ос – объем осадочной части песколовки, V_ос = 4,35 м³;

n – число рабочих песколовок, n = 6;

t – продолжительность пребывания осадка в песколовке, t = 2 сут.

Число рабочих центрифуг, шт.

Здесь q – производительность центрифуги по исходному осадку, принимается по паспортным данным предполагаемых к использованию аппаратов (табл. 22 [6]). Выбираем центрифугу марки ОГШ-321к-2 производительностью q = 4 м³/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Общее число центрифуг, шт.

где n_p - число резервных центрифуг, n_p = 1 шт.

Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч:

Производительность центрифуг по кеку, кг/сут:

где W_н – влажность обезвоживаемого осадка (табл. 8), W_н = 85 %;

ρ – плотность обезвоживаемого осадка, ρ = 1 т/м³;

ε – эффективность задержания сухого вещества осадка, ε = 30%;

Wк – влажность кека, Wк = 70 %.

Расход кека, м³/сут:

где ρ_к – плотность кека, ρ_к = 1500 кг/м³.

Расход фугата, м³/сут:

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м:

T - продолжительность работы центрифуг в течение суток, T= 3,25;

Здесь v – скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с.

Принимаем D = 0,15 м.

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м:

Принимаем d = 0,15 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м:

где v_ф – скорость движения фугата в трубопроводе, v_ф = 3 м/с.

Принимаем D_ф = 0,01 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от одной центрифуги в резервуар-накопитель, м:

где v'_ф – скорость движения фугата в трубопроводе, v'_ф = 1 м/с.

Принимаем d_ф = 0,05 м.

8.1.3. Расчет сушилок

Количество кека по сухому веществу, т/сут.:

где М_к – количество кека фактической влажности, М_к = 1957,5 кг/сут = 1,9575 т/сут;

Wк – влажность кека, подаваемого на сушку, Wк = 70 %.

Количество влаги в кеке, подаваемом на сушку, т/сут:

Количество влаги в высушенном осадке, т/сут:

Здесь Wс – влажность высушенного осадка, Wс = 20 %.

Количество испаряемой влаги, т/сут:

Число рабочих сушилок, шт:

где q_с – производительность сушилки по испаряемой влаге, выбираем барабанную сушилку марки СБ 1-4 с производительностью по испаряемой влаге q_с = 0,2 т/ч.

Принимаем n = 1 шт.

Число резервных сушилок, шт:

Принимаем n_р = 1 шт.

Общее число сушилок, шт.

Продолжительность работы сушилок в течение суток, ч/сут:

Количество высушенного осадка, т/сут:

8.2. Расчет сооружений по обработке осадка из камер нейтрализации

8.2.1. Расчет центрифуг

Масса сухого вещества осадка из камер нейтрализации, т/сут.:

где Q_сут – расход сточных вод, Q_сут =108725 м³/сут.;

C_i – разность между концентрацией ВВ на входе и выходе камер нейтрализации, C_i = 161,44-10=151,44 мг/л = 151,44_*10^-6 т/м³;

C_j – разность между концентрацией БПК_полн на входе и выходе камер нейтрализации, C_j = 135,7-95=40,7 = 40,7_*10^-6 т/м³;

Число рабочих центрифуг, шт.

Здесь q – производительность центрифуги по исходному осадку, принимается по паспортным данным предполагаемых к использованию аппаратов (табл. 22 [6]). Выбираем центрифугу марки ОГШ-352к-3 производительностью q = 6 м³/ч.

Принимаем n = 8 шт.

Общее число центрифуг, шт.

где n_p - число резервных центрифуг, n_p = 2 шт.

Продолжительность работы центрифуг в течение суток, ч:

Производительность центрифуг по кеку, кг/сут:

где W_н – влажность обезвоживаемого осадка (табл. 8), W_н = 98 %;

ρ – плотность обезвоживаемого осадка, ρ = 1 т/м³;

ε – эффективность задержания сухого вещества осадка, ε = 30%;

Wк – влажность кека, Wк = 70 %.

Расход кека, м³/сут:

где ρ_к – плотность кека, ρ_к = 1500 кг/м³.

Расход фугата, м³/сут:

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к центрифугам, м:

T - продолжительность работы центрифуг в течение суток, T= 21,6;

Здесь v – скорость движения осадка в трубопроводе, v = 0,1 м/с.

Принимаем D = 0,45 м.

Диаметр трубопровода подачи обезвоживаемого осадка к одной центрифуге, м:

Принимаем d = 0,15 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от центрифуг на очистку, м:

где v_ф – скорость движения фугата в трубопроводе, v_ф = 3 м/с.

Принимаем D_ф = 0,1 м.

Диаметр трубопровода отвода фугата от одной центрифуги в резервуар-накопитель, м:

где v'_ф – скорость движения фугата в трубопроводе, v'_ф = 1 м/с.

Принимаем d_ф = 0,05 м.

8.3. Расчет сооружений по обработке осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила

В связи с тем, что предполагается совместная обработка осадков из первичных отстойников и избыточного активного ила, необходимо предварительно определить расход их смеси и ее усредненную влажность.

Суточный расход осадка из первичных отстойников, м³/сут:

где V_ос – объем осадка, накапливаемого в первичных отстойника за сутки, V_ос = 206 м³/сут.

Суточный расход избыточного активного ила, м³/сут:

Здесь q_р – часовой расход избыточного активного ила от одного аэротенка, q_р = 112,2 м³/ч;

N – число рабочих аэротенков, N = 2 шт.

Усредненный суточный расход смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, м³/сут:

Усредненная влажность смеси осадка из первичных отстойников и избыточного активного ила, %:

где W _о – влажность осадка из первичных отстойников (табл. 8), W _о =98,3 %;

W_и – влажность избыточного активного ила (табл. 8), W_и = 99,5 %.