Меню

Аэробная стабилизация осадков аэробные стабилизаторы принцип расчета

36.6. Аэробные стабилизаторы осадков

Аэробная стабилизация осадков осуществляется в открытых сооружениях типа аэротенков (стабилизаторах). Основными расчетными параметрами процесса являются продолжительность стабилизации и расход воздуха.

Конструктивные размеры метатенков

Процесс аэробной стабилизации может осуществляться по нескольким технологическим схемам (рис. 36. 5). Для очистных сооружений без первичных отстойников рекомендуется применять схему, в соответствий с которой избыточный активный ил, образующийся в результате очистки неотстоенной сточной воды, поступает в стабилизатор или непосредственно из вторичного отстойника, или после предварительного сгущения в илоуплотнителе.

При использовании схемы 2 осадок из первичных отстойников может подаваться в стабилизатор или сбраживаться в метатенках. Вариант раздельной обработки осадков наиболее целесообразен при расширении очистных сооружений. При этом осадок из первичных отстойников подается в существующие метантенки, а избыточный ил — в стабилизаторы.

Схемы процесса аэробной стабилизации ила

Рис. 36. 5. Схемы процесса аэробной стабилизации ила
1 — подача сточной воды; 2 — решетка, песколовка; 3 — первичный отстойник; 4 — аэротенк; 5 — вторичный отстойник; 6 — очищенный сток; 7 — избыточный активный ил; 8 — стабилизатор; 9 — иловая вода; 10 — уплотнитель; 11 — осадок из первичного отстойника; 12 — метантенк; УЗ — стабилизированный осадок; 14 — центрифуга; 15 — фугат; 16 — обезвоженный осадок

Для получения стабилизированного осадка с хорошими фильтрационными свойствами процесс аэробной стабилизации рекомендуется проводить по схеме 3, согласно которой в стабилизатор подают осадок из первичных отстойников и неуплотненный активный ил. Стабилизированный осадок направляется в уплотнитель, откуда основная часть уплотненного осадка рециркулируется в голову стабилизатора (рециркуляция не менее 100%), а меньшая часть удаляется на последующую обработку. При использовании этой схемы осадок промывается большим количеством воды, вследствие чего существенно улучшается его водоотдача. Кроме того, благодаря сокращению времени пребывания осадка в стабилизаторе уменьшается охлаждение его в зимний период. Целесообразно предусматривать такую систему коммуникаций, которая позволила бы в зависимости от конкретных условий применить схемы 2 и 3.

Представляет интерес схема 4 с использованием центрифуг, когда стабилизированный осадок обезвоживается на центрифуге, а фугат возвращается в стабилизатор. Конструкция стабилизатора отличается от аэротенка в основном тем, что обрабатываемые осадки вводятся в стабилизатор в одной точке, а аэраторы размещаются по всей длине стабилизатора от торца до торца. Принимается не менее двух рабочих стабилизаторов.

Гипрокоммунводоканалпроектом по рекомендациям НИИ КВОВ разработаны типовые проекты станций биологической очистки с аэробной стабилизацией осадка производительностью от 200 до 50 тыс. м3/сут. Кроме того, ЦНИИЭП инженерного оборудования разработал типовые проекты аналогичных станций производительностью 700—1400 м3/сут. ВНИИ ВОДГЕО разрабатывается новый модифицированный метод аэробной стабилизации, обеспечивающий стабильность и лучшие водоотдающие свойства осадка при некотором сокращении продолжительности процесса.

Сантехнический скотч, так называемый «duct tape» предназначен для: 1. Обматывания труб, укрепления стыков и щелей в трубах, устранения протечек, герметизации корпусов, панелей и…

Шамот — oгнeупopная глина, кaoлин, обожжённые до пoтepи плacтичнocти, удaления xимичeски cвязaннoй воды и довeдённaя до нeкoтоpoй степени спекания. Дaннoe нaимeнoвaние пpимeняeтcя также…

Комплекс работ по реставрации деревянных окон старых типов и конструкций предполагает на выходе результат, при котором сохраняются все особенности самих оконных конструкций и их элементов.

Дизайн интерьера (интерьерный дизайн) — отрасль дизайна, направленная на интерьерпомещений с целью обеспечить удобство и эстетически приятное взаимодействие среды с людьми.

Читайте также:  Стойки стабилизатора для лада веста оригинал

Источник



Аэробная стабилизация осадка

В результате первичного и вторичного осветления сточных вод образуются осадки. Осадок в первичных отстойниках называется «сырой осадок», во вторичных – «активный ил» или «биопленка», в зависимости от вида биоокислителя: аэротенк или биологический фильтр соответственно.

Сырой осадок имеет влажность 94-96%, зольность 30-35%; на 65-70% осадок состоит из органических соединений. Осадок первичных отстойников неоднороден по фракционному составу: 50-88% составляют частицы крупностью менее 1 мм, но встречаются и частицы крупностью более 7мм — таких в осадке 5-20%. Микроорганизмов в сыром осадке почти нет.

Активный ил имеет влажность 99,2-99,6%, влажность биопленки — 96%. Зольность осадка вторичных отстойников составляет 30-35%. Активный ил и биопленка довольно однородны по фракционному составу: частицы крупностью менее 1 мм составляют 98%. Активный ил представляет собой биоценоз микроорганизмов и простейших.

Основными компонентами органической части осадков являются белково-, жиро-, углеводоподобные вещества. В сыром осадке преобладают жиры и углеводы, в активном иле — белки. Активный ил и сырой осадок заражены яйцами гельминтов (личинками глистов) и патогенными микроорганизмами. Осадки имеют способность загнивать, они опасны в санитарном отношении, и поэтому их необходимо обезвреживать. Технологически удобно осадки из первичных и вторичных отстойников обрабатывать совместно; смесь сырого осадка и избыточного ила определяется общим термином «осадок».

При проектировании следует помнить, что из вторичных отстойников на обезвреживание направляется только избыточная часть ила; основную часть осадка вторичных отстойников составляет циркуляционный активный ил, он возвращается в аэротенк в качестве рабочей микрофауны.

Стадии обработки осадка.

В общем случае схема обработки осадка включает в себя следующие стадии: 1) стабилизация: аэробная или анаэробная, 2) уплотнение, 3) обеззараживание: дегельминтизация (уничтожение яиц гельминтов, или личинок глистов) и уничтожение патогенных микроорганизмов, 4) обезвоживание с предварительной обработкой флокулянтами, 6) сушка или компостирование, 7) утилизация или сжигание. Последовательность процессов может быть другой, некоторые стадии могут отсутствовать.

Основной стадией в схеме обработки осадка является стабилизация. Это биохимическое расщепление органического вещества осадка, его минерализация. В результате стабилизации осадок теряет способность к загниванию и становится безвредным. Стабилизация может осуществляться в аэробных или анаэробных условиях.

Анаэробная стабилизация осадка

Анаэробная стабилизация иначе называется сбраживанием. Процесс происходит под действием анаэробных микроорганизмов без доступа кислорода воздуха. Анаэробные микроорганизмы «отбирают» химически связанный водород из органических соединений. В результате в соединении создается избыток кислорода, т.е. соединение переходит в окисленную форму. Этот процесс принято называть метановым брожением, т.к. основным его продуктом является газ метан. В процессе брожения выделяют 2 фазы:

1 — кислая. На этой стадии сложные органические вещества гидролизуются до более простых — органических кислот. В результате активная реакция вещества осадка рН понижается до 5-6. Из общего количества кислот 93% составляют уксусная, масляная и пропионовая кислоты;

2 – щелочная. Во второй фазе из кислот – продуктов первой фазы образуются метан СН 4 и углекислота Н 2СО 3. При этом рН осадка повышается до 7-8.

Процесс сбраживания характеризуется химическим составом и объемом выделяемого газа, а также качеством иловой воды. Если осадок распался на 40%, он считается глубоко минерализованым. Скорость анаэробной стабилизации зависит от температуры. При t 0 =15 0 C продолжительность сбраживания осадка составляет от 60 до 120 суток. Для ускорения брожения применяют искусственный подогрев осадка до 35 0 или 55 0 , тогда продолжительность процесса сокращается до 1-2 недель.

Читайте также:  Схемы стабилизаторов rucelf srw 12000

Для анаэробной обработки осадка применяются сооружения: метантенки, двухъярусные отстойники, осветлители-перегниватели, септики. Во всех этих сооружениях, кроме метантенков, сбраживание происходит при температуре окружающей среды, без подогрева; в этих сооружениях протекают два процесса: 1) механическая очистка сточных вод от нерастворенных органических взвешенных веществ (как в первичных отстойниках), 2) сбраживание осадка с его одновременным уплотнением. То есть, сооружения имеют отстойную и септическую часть. Конструктивно сооружения устанавливают перед сооружениями биологической очистки (вместо первичных отстойников).

Двухъярусные отстойники, осветлители-перегниватели, септики в новые проекты пока не закладываются, хотя в СП упоминаются. Только септики иногда применяются в индивидуальных системах канализации. Это объясняется, очевидно, низкой их эффективностью. Поэтому в лекциях я не могу уделять этим сооружениям много времени; если будет у вас необходимость с ними разобраться, разберетесь самостоятельно.

Из всех анаэробных стабилизаторов наибольший интерес проектировщиков вызывают метатенки. И в СП им уделяется значительное внимание. Метантенки работают с искусственным подогревом, и они предназначены только для сбраживания осадка. Метантенки с технико-экономической точки зрения целесообразны на станциях производительностью более 10000 м 3 /сут. Обычно метантенк представляет собой круглую в плане емкость, наполовину заглубленную и наполовину обсыпанную (для соблюдения баланса земляных работ). Диаметры и глубины типовых метантенков составляют 10-20 м.

В процессе брожения осадка в метантенке образуется газ следующего состава: СН 4 = 60-67%; СО 2 = 30-33%; Н 2 = 1-2%; N 2 = 0,5%. Количество выделяемого газа составляет 0,9 л на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Газ отводится из сооружения газовой сетью и сжигается в котельной. Тепло от сжигания используется для подогрева метантенка и на другие нужды очистной станции. Теплотворная способность газа – 5500 ккал/м 3 .

Различают два температурных режима сбраживания осадка в метантенке:

1) мезофильный. В сооружении поддерживается температура t 0 =30-35 0 C. Стабилизация осадка при этом достигается за 15-25 суток;

2) термофильный. Сбраживание осуществляется при температуре t 0 =50-55 0 C. Продолжительность стабилизации составляет 7-10 дней.

Каждый режим имеет свои достоинства и недостатки. При термофильном режиме достигается более высокая скорость распада органического вещества осадка, что позволяет уменьшить объем сооружения. Кроме этого, достигается полная дегельминтизация осадка, в том время как в мезофильных условиях погибает только 50-80% яиц гельминтов. С другой стороны, осадок, сброженный в термофильных условиях, потом труднее обезвоживается, т.к. имеет однородную, коллоидную структуру. Для поддержания термофильных условий необходим дополнительный подвод тепла в сооружение; при мезофильном — достаточно теплоты, получаемой при сжигании газа брожения.

Газ поступает из метантенка в сеть неравномерно. Для выравнивания давления в сети используют аккумулирующие газгольдеры. Мокрый газгольдер состоит из резервуара с водой и колокола над ним. Колокол может передвигаться вертикально на роликах по направляющим. Вес колокола уравновешивается противодавлением газа под ним. Поэтому изменяется только объем газа под колоколом, а давление там и во всей сети сохраняется постоянным. Газгольдеры рассчитываются на 2-х или 4-х часовой приток газа и на давление Р=1,5-2,5 кПа (килопаскаля).

Количество метантенков и газгольдеров принимается не менее 2-х, все сооружения являются рабочими. Сооружения взрывоопасны, поэтому их размещают на расстоянии не менее 40 м от зданий и огораживают.

Читайте также:  Стабилизаторы экранной сетки гу 43б

В настоящее время на существующих очистных станциях не удается пока наладить удовлетворительную работу метантенков: процесс распада органического вещества в них проходит недостаточно глубоко (возможно, это связано с недостаточной изученностью процесса сбраживания). По этой причине метантенки в новые проекты пока не закладываются. Тем не менее, метантенки не считаются морально устаревшими сооружениями, в СП им уделяется большое внимание. Метантенки значительно экономичнее аэробных стабилизаторов а, значит, имеют перспективу. (Энергоемкость аэробных стабилизаторов значительно выше: необходима постоянная работа компрессоров). В настоящее время возрос интерес ученых к анаэробной стабилизации осадка, есть интересные публикации, касающиеся оптимизации работы метантенков.

Аэробная стабилизация осадка

Тем не менее, пока практически во всех новых проектах предусматривается аэробная стабилизация осадка.

На аэробную стабилизацию направляют смесь сырого осадка и избыточного ила. Аэробная стабилизация – процесс биохимического окисления органического вещества осадка и клеток ила. Аэробная стабилизация, по сути, является продолжением процесса биохимической очистки. Аэробные микроорганизмы используют свободный растворенный кислород для окисления органического вещества осадка, переводят кислород в химически связанное состояние, а органические соединения в окисленную форму. Кроме этого, в условиях недостатка питания происходит процесс самоокисления ила («поедание» микроорганизмами друг друга). В результате аэробной стабилизации осадок теряет способность загнивать и становится безвредным. По внешнему виду аэробный стабилизатор напоминает аэротенк: это открытый резервуар, где осадок интенсивно насыщается воздухом. Воздух может подаваться через пневматические аэраторы от воздуходувок. Но чаще для диспергирования воздуха обычно применяют механические аэраторы, т.к. пневматические очень быстро засоряются осадком. Продолжительность стабилизации осадка составляет несколько дней (около 1 недели).

Расчет аэробного стабилизатора заключается в определении объема сооружения W as(м 3 ) и расхода воздуха на аэрацию осадка Q air(м 3 /час).

где: V см – количество стабилизируемого осадка по объему фактической влажности, м 3 /сут; t as — продолжительность аэробной стабилизации осадка. По СНиП [1]: для смеси сырого осадка и неуплотненного ила t as = 6-7 суток.

Q air = q air * W as (м 3 /час);

q air – удельный расход воздуха для аэробной стабилизации принимается, по СНиП [1], от 1 до 2 м 3 /час воздуха на каждый кубический метр емкости стабилизатора (q air =1-2 м 3 /час*м 3 ) в зависимости от влажности стабилизируемого осадка.

В аэробном режиме достигается более глубокий распад органического вещества осадка, чем при анаэробном. Осадок, стабилизированный в аэробных условиях, затем лучше обезвоживается. В то же время, аэробная стабилизация осадка связана с большими затратами электроэнергии и, следовательно, она дороже анаэробной по эксплуатационным затратам. И тем не менее, именно метод аэробной стабилизации в настоящее время получил наибольшее распространение.

Гравитационный уплотнитель представляет собой сооружение типа «отстойник». Конструктивно он может располагаться отдельно или в блоке с аэробным стабилизатором. В результате уплотнения на дне сооружения скапливается осадок меньшей влажности, чем исходный, а на поверхности — иловая вода. Ее собирают и направляют на обработку в аэротенк. Влажность уплотненного осадка Р составляет 96,5-98,5 %. Уплотнение осадка осуществляют для уменьшения его объема: меньшие объемы осадка легче затем обезвоживать. В процессе уплотнения при уменьшении влажности осадка на 1,5–2,5% его объем уменьшается в 2,5-3,5 раза:

Источник