Выпарной аппарат для выпаривания концентрированных растворов

Выпарной аппарат для выпаривания концентрированных растворов (рис.2.6), состоит из греющей камеры 1, над которой расположена камера вскипания 2 высотой около 3 м. В верхней части камеры вскипания размещены концентрические перегородки 3, образующие кольцевые каналы. Из камеры вскипания парожидкостная смесь поступает в сепаратор 5, откуда жидкость возвращается в греющую камеру по циркуляционной трубе 4 через приемник для кристаллов 6. В греющей камере происходит только подогрев раствора, а кипит он в каналах между перегородками 3. Эти перегородки упорядочивают поток вскипающей жидкости и препятствуют образованию пульсаций и вредных циркуляционных токов в зоне кипения.

Рис. 2.6. Выпарной аппарат для концентрированных растворов

1 – греющая камера, 2 – камера вскипания, 3 – концентрические перегородки, 4 – циркуляционная труба, 5 – сепаратор, 6 – приемник кристаллов

В описанном аппарате достигается большая скорость циркуляции (до 3, 5 м/с вместо 1-1, 5 м/с в обычных аппаратах с естественной циркуляцией). Это наряду с отсутствием кипения в трубах приводит к значительному уменьшению выделений накипи на поверхности теплообмена. Такой аппарат наиболее пригоден для выпаривания концентрированных, кристаллизующихся и вязких растворов.

Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией

Для повышения интенсивности циркуляции и коэффициента теплопередачи в последнее время стали применять аппараты с принудительной циркуляцией. На рис. 2.7 показан такой аппарат, снабженный наружной циркуляционной трубой 3.

Рис. 2.7. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией:

1 – кипятильник; 2 – циркуляционный насос; 3 – циркуляционная труба; 4 – сепаратор.

Циркуляция жидкости производится пропеллерным или центробежным насосом 2. Свежий раствор подается в нижнюю часть кипятильника, а упаренный раствор отводится из нижней части сепаратора. Уровень жидкости поддерживается несколько ниже верхнего обреза кипятильных труб. Поскольку вся циркуляционная система почти полностью заполнена жидкостью, работа насоса затрачивается не на подъем жидкости, а лишь на преодоление гидравлических сопротивлений. Давление внизу кипятильных труб больше, чем вверху, на величину давления столба жидкости в трубах плюс их гидравлическое сопротивление. Ввиду этого на большей части высоты кипятильных труб жидкость не кипит, а перегревается по сравнению с температурой кипения, соответствующей давлению в сепараторе. Закипание происходит только на небольшом участке верхней части трубы. Количество перекачиваемой насосом жидкости во много раз превышает количество испаряемой воды; поэтому отношение массы жидкости к массе пара в парожидкостной смеси, выходящей из кипятильных труб, очень велико.

Принудительную циркуляцию применяют также в аппаратах с выносным кипятильником и в аппаратах других типов.

Скорость циркуляции жидкости в кипятильных трубах принимают равной 1, 5-3, 5 м/с. Скорость циркуляции определяется производительностью циркуляционного насоса и не зависит от уровня жидкости и парообразования в кипятильных трубах. Поэтому аппараты с принудительной циркуляцией пригодны при работе с малыми разностями температур между греющим паром и раствором (3-5° С) и при выпаривании растворов с большой вязкостью, естественная циркуляция которых затруднительна.

Достоинствами аппаратов с принудительной циркуляцией являются высокие коэффициенты теплопередачи (в 3 – 4 раза больше, чем при естественной циркуляции), а также отсутствие загрязнений поверхности теплообмена при выпаривании кристаллизующихся растворов и возможность работы при небольших разностях температур.

Недостаток этих аппаратов – необходимость расхода энергии на работу насоса.

Применение принудительной циркуляции целесообразно при изготовлении аппарата из дорогостоящего материала (в этом случае весьма существенно сокращение поверхности теплообмена вследствие повышения коэффициентов теплопередачи), при выпаривании кристаллизующихся растворов (сокращаются простои во время очистки аппарата) и при выпаривании вязких растворов (что при естественной циркуляции требует наличия большой разности температур).

Пленочные выпарные аппараты

В пленочных аппаратах раствор движется вдоль поверхности теплообмена в виде тонкой пленки.

Пленочные аппараты с вертикальными трубами (рис. 2.8) состоят из пучка кипятильных труб, обогреваемых снаружи паром и присоединенных вверху к сепаратору. Жидкость подается снизу, причем уровень ее поддерживается на 1/4 – 1/5 высоты труб. Остальная часть высоты труб заполнена парожидкостной смесью, расслаивающейся на пленку жидкости (около стенок) и пар (в центре). Трением о струю пара жидкая пленка увлекается вверх; поэтому такие аппараты часто называют аппаратами с поднимающейся пленкой.

Рис. 2.8. Пленочный выпарной аппарат:

1 – кипятильник; 2 – сепаратор.

Пленочные аппараты обладают высоким коэффициентом теплопередачи. Последний, однако, достигается лишь при определенном уровне жидкости, который устанавливается опытным путем: при повышении уровня коэффициент теплопередачи снижается; при понижении уровня уменьшается содержание жидкости в парожидкостной смеси, что приводит к недостаточному смачиванию верхних концов труб и снижению активной поверхности теплообмена. Ввиду однократного прохождения жидкости через аппарат со значительной скоростью, для получения достаточно концентрированного упаренного раствора требуются длинные трубы (обычно 6 – 9 м).

Недостатками вертикальных пленочных аппаратов являются трудность очистки длинных труб и сложность регулирования процесса при колебаниях давления греющего пара и начальной концентрации раствора. Кроме того, для размещения пленочных аппаратов необходимо строить производственные здания большой высоты.

Эти аппараты применяются для выпаривания пенящихся, а также чувствительных к высокой температуре растворов; при выпаривании очень вязких и кристаллизующихся растворов они малопригодны.

 

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

Процесс выпаривания широко применяют для кон­центрирования растворов нелетучих веществ.

На рисунке представлена установка, в которую входит выпарной ап­парат с центральной циркуляционной трубой.

Рис. 2.9. Схема однокорпусной выпарной установки:

 

1 — сепаратор; 2 — греющая камера; 3 — циркуляционная труба; 4 - барометрический конденсатор; 5 — барометрическая труба; 6 — вакуум-насос

 

Уравнения материального баланса выпаривания:

где G_H — массовый расход начального (исходного) раство­ра, кг/с; G_K — массовый расход конечного (упаренного) раствора, кг/с; W — массовый расход выпариваемой во­ды, кг/с;

,

где , — массовые доли растворенного вещества в на­чальном и конечном растворах.

 

Задание

 

Рассчитать однокорпусной выпарной аппарат по следующим данным:

 

количество свежего раствора, поступающего на выпаривание - G_н, кг/с;

начальная концентрация сухих веществ свежего раствора –В_н , %;

конечная концентрация сухих веществ упаренного р-ра –В_к , %;

температура свежего раствора – t_н, º С;

температура кипения раствора – t_к , º С;

давление в аппарате – Р_вт, Па;

теплоемкость свежего раствора – С_р;

давление греющего пара – Р_гп, Па;

коэффициент теплопередачи – К, Вт/(м² º К);

тепловые потери – Q_пот, %;

 

Требуется определить:

количество выпариваемой воды - W, кг/с;

расход греющего пара - D, кг/с;

полезную разность температур - Δ t_пол, º С;

поверхность нагрева аппарата - F, м.

 

Таблица 2.1

Исходные данные для расчета

 

Величины	Ед. изм.	Вариант
Gн	кг/с	2, 7	2, 2	2, 6	1, 6	2, 0	2, 36	1, 38	1, 8	1, 94	2, 5
Вн	%	7, 0	6, 0	7, 0	5, 0	5, 0	7, 0	5, 0	6, 0	6, 0	7, 0
Вк	%
tн	º С
Рвт ·10-5	Па	0, 3	0, 4	0, 6	0, 45	0, 3	0, 5	0, 4	0, 25	0, 6	0, 5
Ср	кДж/кг º С	4, 06	4, 1	4, 06	4, 15	4, 15	4, 06	4, 15	4, 1	4, 1	4, 06
Ргп ·10-5	Па	2, 0	2, 2	3, 5	4, 3	5, 0	3, 4	4, 2	3, 9	4, 5	3, 4
l	м	2, 0	3, 0	2.5	2, 0	2, 5	3, 5	3, 5	3, 0	2, 0	3, 0
tk	º С

 

Величины	Ед. изм.	Вариант
К	Вт/(м2 º К)
Δ	º С					3, 5	4, 5		4, 5	3, 8	5, 5

 

 

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

 

Производительность аппарата по выпаренной влаге (кг/с) из раствора определится из уравнения:

Расход греющего пара (кг/с) определяется из уравнения теплового баланса:

 

где 1, 02.1, 05 – коэффициент, учитывающий потери тепла;

i’ - энтальпия греющего пара, кДж/кг;

i” - энтальпия конденсатора, кДж/кг;

– энтальпия вторичного пара, к Дж/кг;

Ср – теплоемкость воды при температуре кипения раствора, кДж/кгК.

Величины i’, i”, i берутся из таблицы насыщенного водяного пара при соответствующем давлении, а Ср берется по таблице физических свойств воды (см. приложение 1и 2).

Полезная разность температур определяется из уравнения:

где – температура греющего пара (берется из таблицы насыщенного пара при соответствующем давлении).

Поверхность нагрева (м) аппарата определяется из основного уравнения теплопередачи

,

где

Отсюда

- количество греющего пара, кг/с,

где – удельная теплота конденсации греющего пара, кДж/кг;

– удельная теплота конденсации вторичного пара, кДж/кг;

Таблица 2.2

Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от давления.

 

Пересчет в СИ: 1ат. = 9, 81 · 10⁴ Па

 

Давление (абс.), ат. Р	Температура, º С, t	Плотность, кг/м3, ρ	Энтальпия жидкости, кДж/кг, (i,, )	Энтальпия пара, кДж/кг, (i, )	Теплота парообра-зования, кДж/кг, (r)
0, 2	59, 7	0, 1283	250, 1
0, 3	68, 7	0, 1876	287, 9
0, 4	75, 4	0, 2456	315, 9
0, 5	80, 9	0, 3027	339, 0
0, 6	85, 5	0, 3590	358, 2
0, 7	89, 3	0, 4147	375, 0
0, 8	93, 0	0, 4699	389, 7
0, 9	96, 2	0, 5246	403, 1
1, 0	99, 1	0, 5790	415, 2
1, 2	104, 2	0, 6865	437, 0
1, 4	108, 7	0, 7931	456, 3
1, 6	112, 7	0, 898	473, 1
1, 8	116, 8	1, 003	483, 6
2, 0	119, 6	1, 107	502, 4
3, 0	132, 9	1, 618	558, 9
4, 0	142, 9	2, 120	601, 1
5, 0	151, 1	2, 614	637, 7
6, 0	158, 1	3, 104	667, 9

 

 

Контрольные вопросы

1. Назначение выпарных аппаратов.
2. Виды выпарных аппаратов и их особенности.
3. Пояснить схему однокорпусной выпарной установки.
4. Уравнения материального баланса выпаривания.
5. Расчет и интерпретация полученных данных.

 

ЗАДАНИЕ 6

Расчет аэротенков

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Биологическая (биотехнологическая) очистка применяется для очистки сточных вод от растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (углеводы, спирты, белки и т.п.). Используется для очистки бытовых и производственных сточных вод.

Очистка осуществляется на полях фильтрации, полях орошения, в биологических прудах, а также в специальных установках – биологических фильтрах, аэротенках и окситенках.

Сущность биологической очистки на полях заключается в том, что при фильтровании сточной воды через слой почвы в ней адсорбируются взвешенные и коллоидные вещества, которые затем образуют микробиологическую пленку. Эта пленка адсорбирует и окисляет задержанные органические вещества, превращая их в минеральные соединения.

В процессе фильтрования сточной воды через биофильтр на частицах фильтровальной загрузки (шлак, щебень, пластмасса, керамзит и т.п.) образуется биологическая пленка, микроорганизмы которой поглощают органические вещества.

Аэротенки по конструкции аналогичны отстойникам, в которые загружают активный ил (микроорганизмы) и подают сжатый воздух для интенсификации процесса окисления.

Рис. 2.10. Схема очистки сточных вод в одноступенчатых аэротенках с регенератором

1 – осветленная сточная вода; 2 – аэротенк; 3 – вторичный отстойник; 4 – регенератор; 5 – иловая смесь; 6 – очищенная сточная вода; 7 – возвратный активный ил; 8 – избыточный активный ил.

 

Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления за счет подачи в них технического кислорода.

Биологическая очистка сточных вод может осуществляться также микроводорослями и водными растениями. Осуществляется в биологических прудах. Среди биологических методов очистки являются значимыми также ферментные методы очистки сточных вод.

Выбор методов и оборудования для очистки сточных вод производится с учетом концентрации преобладающих загрязняющих веществ, объемов очищаемых вод, характеристики водоемов и возможности утилизации осадков. При отсутствии резко выраженных загрязнителей сточных воды усредняют.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

 

Продолжительность аэрации в аэротенках t, ч, всех типов определяется по формуле:

где

L_a и L_t — БПК_полн поступающей в аэротенк и очищенной в нем сточной воды, мг/л;

а — доза ила по сухому веществу, г/л;

З_и—зольность ила, выраженная в долях единицы;

р — скорость окисления, в мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч.

Рабочий объем аэротенка

W=t ∙ Q/24,

где Q— расчетный расход воды, м³/сутки.

За расчетный расход принимают среднечасовой приток в течение суток, если коэффициент К_общ ≤ 1, 25. Если К_общ > 1, 25, то подсчитывается среднечасовой приток за период, равный продолжительности аэрации в часы максимального поступления воды в аэротенки.

При составлении формулы принято, что мерой активной части ила может служить беззольное вещество активного ила. Число клеток и их масса, а также активность клеток находятся в разной взаимозависимости на разных стадиях развития микробиальной культуры, а потому одно и то же количество беззольной массы ила может иметь неодинаковую скорость окисления.

В формуле принято также, что общая скорость окисления тем выше, чем больше концентрация ила. Это условие в действительности выражается более сложной зависимостью, так как величина р, в свою очередь, является функцией величины а. Очевидно, чем больше ила в системе, тем меньше продолжительность процесса очистки, а также требуемый объем сооружения. Но выше указывалось, что концентрация ила в смеси, поступающей на отстаивание, лимитируется эффективностью работы вторичных отстойников и не должна превышать 1, 5 - 3 г/л. Дозу ила рекомендуется принимать тем больше, чем выше исходная БПКполн. При значении L_a≤ 100 мг/л величина а принимается равной 1, 2 г/л, при L_a=100...150 мг/л — а=1, 5 г/л, при L_a=150...200 мг/л — а=1, 8 г/л, а при L_a> 200 мг/л — а=1, 8...3 г/л. В аэротенках с полной минерализацией ила а = 5г/л.

Зольность ила в аэротенках принимается равной 0, 3, а при условии полной минерализации ила — 0, 35.

Среднюю расчетную скорость окисления р для городских сточных вод принимают по таблице 2.3.

 

Таблица 2.3

Значения р, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества в

1 ч для аэротенков-смесителей

 

La, мг/л	При Lt
					50 и более
Для аэротенков без регенераторов при г/л
Для аэротенков без регенераторов при а более 1, 8 г/л и аэротенков с регенераторами
500 и более

Для промежуточных величин L_a и L_t значения р определяются путем интерполяции. Для аэротенков с полной минерализацией р принимается равной 4 мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества в 1 ч.

Значения t справедливы, если среднегодовая температура сточных вод Т=15°С. При других значениях температуры вычисленная величина t умножается на отношение 15/Т. Продолжительность аэрации принимают не менее 2 ч.

При проектировании аэротенков с регенераторами подсчитывают раздельно время, необходимое для очистки воды t_аэр, ч, общее время окисления загрязнений t₀, ч, и по разнице этих величин — время пребывания ила в регенераторе для окончания окислительных процессов переработки загрязнений t_рег , ч.

Расчеты ведут по формулам:

, ,

, t_рег=t_о - t_аэр, ,

где

а_аэр и а_рег — дозы ила соответственно в аэротенке и регенераторе, г/л;

— доля расхода циркулирующего ила q от расчетного расхода сточных вод Q, т. е. = q/Q.

Численные значения а_аэр и а_рег рекомендуется принимать равными соответственно 1, 5 и 4 г/л, что обеспечивает надежный запас объемов очистных сооружений. Однако при эксплуатации аэротенков с регенераторами дозы ила могут иметь и другие значения: если они больше рекомендованных, то окислительная мощность системы выше. Это позволяет либо перерабатывать большие количества загрязнений, либо достигать более глубокого их окисления.

Объемы сооружений подсчитываются по формулам

W_аэр=t_аэр(Q+ q),

W_рег=t_рег q,

W=W_аэр+W_рег ,

где

W_аэр и W_рег — объем соответственно аэротенка и регенератора, м³;

W— общий объем системы, м³.

Для системы аэротенка с регенератором расчетная продолжительность пребывания воды в системе составляет:

t=t_аэр(1+а)+t_рега

Это время может быть определено и из формулы при значении а, равном средней концентрации ила а_ср в сооружении, т. е.

,

Определение прироста ила П_р, мг/л, в аэротенках всех систем при очистке городских сточных вод производится по формуле

П_р=0, 8 В+0, 3L_a,

где В—содержание взвешенных веществ в воде, поступающей в аэротенки, мг/л.

Для аэротенков с полной минерализацией ила прирост ила принимается по формуле с коэффициентом 0, 7. При расчете илоуплотнителей и систем по перекачке ила прирост увеличивают на 30% для учета сезонной неравномерности работы аэрационных сооружений.

Увеличение массы ила равно общей массе загрязнений, снятых в процессе очистки, за вычетом той его части, которая окислена до конца, т. е. до выделения углекислого газа и воды, и части ила, распавшегося в процессе его отмирания. Ориентировочно увеличение массы ила может быть определено по разности снятых ХПК и БПК_полн (т. е. за счет неокисленных органических веществ, накапливаемых в иле в качестве инертного балласта), затем части веществ, определяемых БПК_полн и израсходованных на синтез биомассы, а также части взвешенных веществ, сорбированных илом, но не определяемых ни БПК, ни ХПК.

 

Таблица 2.4

Исходные данные для расчета аэротенка

 

Варианты	Показатели
БПКполн поступающей в аэротенк воды Lа, мг/л	БПКполн очищенной воды Lt, мг/л	Расчетный расход воды, Q, м3/сутки	Содержание всзешенных веществ в воде, поступающей в аэротенк, мг/л

 

 

Контрольные вопросы

1. Где применяется и на чем основана биологическая очистка сточных вод?

2. В каких сооружениях осуществляется биологическая очистка сточных вод?

3. Какие параметры рассчитываются в аэротенках?

 

 

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 отличается большей 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 газа выражают 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.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

 

Расход осадка (считая по сухому веществу) О_сух, т/сутки, и рас­ход избыточного активного ила И_сух, т/сутки, определяют по следующим формулам:

где С — начальная концентрация взвешенных веществ, мг/л;

Э — эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстой­никах в долях единицы;

К—коэффициент, учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ, не улавливаемых при отборе проб для анализа, и принимаемый равным 1, 1 — 1, 2;

Q— средний приток сточных вод на очистную станцию, м³/сутки;

п — коэффициент, учитывающий увеличение и неравномерность прироста активного ила в процессе очистки и равный 1, 15—1, 25;

б — вынос активного ила из вторичных отстойников в водоем, мг/л.

Расход беззольного вещества осадка О_бз, т/сутки, и избыточного ак­тивного ила И_бз, т/сутки, находят по уравнениям:

где В_r и В'_r—гигроскопическая влажность соответственно сырого осадка и избыточного активного ила, % (равна в среднем 5—6%);

З_ос и З_ил — зольность сухого вещества сырого осадка и активно­го ила, % (равна в среднем соответственно 27 и 25%).

Расход сырого осадка V_ос, м³/сутки, и избыточного активного ила V_ил, м³/сутки, определяется по формулам:

где W_oc — влажность сырого осадка, % (колеблется от 93 до 95%);

W_ил — влажность уплотненного активного ила, % (изменяется от 96, 5 до 97, 5%);

ρ _ос и ρ _ил — плотность соответственно сырого осадка и активного ила, которую для упрощения расчетов можно прини­мать равной единице

Общий расход сырого осадка и избыточного активного ила будет:

- по сухому веществу, т/сутки,

М_сух = О_сух + И_сух;

- по беззольному веществу, т/сутки,

М_6з = О_бз + И_бз;

- по расходу смеси фактической влажности, м³/сутки,

М_общ=V_ос+V_ил.

Средняя влажность смеси, %, может быть определена по формул

Средняя зольность абсолютно сухого вещества смеси, %,

Объем метантенка, м³, определяется в зависимости от фактической влажности осадка (или смеси осадка с активным илом) по формуле

W=M_общ*100/Д,

где М_о6щ—количество осадка (или смеси осадка с активным илом), по­ступающего в сутки в метантенк, м³,

Д—суточная доза загрузки в метантенк, %, принимаемая по табл.

 

Таблица 2.5

Суточная доза загрузки Д, %в метантенк

Режим сбраживания	Д при влажности загружаемого осадка, %
Мезофильный
Термофильный

 

При содержании в осадке СПАВ, превышающем 11—13 мг/г сухого вещества при сбраживании в мезофильных условиях и 6—7 мг/г в тер­мофильных, доза загрузки метантенков, %, рассчитывается по формуле

где q—предельно допустимая нагрузка по СПАВ, составляющая для алкилсульфонатов с прямой цепью 40 г/м³, для «мягких» и промежуточных анионоактивных СПАВ—85 г/м³ рабочего объема метантенка в сутки;

С—концентрация СПАВ в загружаемом осадке, мг/г;

В—влажность загружаемого осадка, %.

Выход газа при сбраживании определяется из уравнения

у=(а-n·Д)/100.

Ве­личину максимально возможного сбраживания беззольного вещества загрузки а определяют по формуле

а=(1, 31·0, 7ж)+(0, 71·0, 48б)+(0, 985·0, 625у).

Таким образом, для расчета метантенков необходимо знать состав осадка. При отсутствии данных о химическом составе можно принимать для осадка из первичных отстойников а_о=53%, а для избыточного ак­тивного ила а_и=44%.

Величину а для смеси осадка с активным илом следует определять по формуле а_см=(а_оО_бз+а_иИ_бз)/М_6з.

Указанный метод расчета основан на данных эксперимента, до­статочно прост и поэтому рекомендуется техническими условиями для проектирования метантенков.

Таблица 2.6

 

Исходные данные для расчета метантенка

Варианты	Показатели
Содержание всзешенных веществ в воде, поступающей в аэротенк, С, мг/л	Эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках, Э, доли единицы	Средний приток сточных вод, Q, м3/сутки	Вынос активного ила из вторичных отстойников в водоем, мг/л
		0, 25		6, 3
		0, 15		6, 8
		0, 35		7, 0
		0, 40		6, 0
		0, 50		7, 2
		0, 55		7, 5
		0, 62		7, 8
		0, 28		6, 5
		0, 37		7, 0
		0, 53		6, 3

Контрольные вопросы

 

1. Назначение и конструкция метантенков.

2. Какие два процесса различают при сбраживании?

3. Как оценивается эффективность работы метантенков?

4. Основные параметры расчета метантенков?

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Dermal mask, Коллагеновая тканевая маска для лица, 23гр -
2. I. Его руки подняты для благословения.
3. I. Основные физические явления и процессы в электрических аппаратах
4. I. Смотрите на Него, приготовляющего для Себя престол.
5. I. ТИТУЛ «ИНТЕРНАЦИОНАЛЬНЫЙ ЧЕМПИОН ПО КРАСОТЕ» (C.I.B.) ДЛЯ ПОРОД С ОБЯЗАТЕЛЬНЫМИ И НЕОБЯЗАТЕЛЬНЫМИ РАБОЧИМИ ИСПЫТАНИЯМИ СОГЛАСНО НОМЕНКЛАТУРЕ FCI.
6. II. Извлеки урок для совести.
7. II. ТЕКСТЫ ДЛЯ РАБОТЫ НАД ГОЛОСОМ.
8. III Часть. Аппаратное обеспечение обработки информации
9. III. БАЗИСНЫЕ РАЗДЕЛЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
10. III. Реакции, характерные только для альдегидов
11. IX. Разработка тезисов доклада для защиты
12. S: Для пролонгирования действий анестетика используют