Пример расчета метантенка

Определить необходимый объем метантенка для станции аэрации, обслуживающей город с населением N = 200000 человек. Норма водоотведения q =200 л/сут. На одного человека. В городе имеется промышленное предприятие, спускающее сточные воды в городскую канализацию. Количество производственных сточ-ных вод Q_w = 5000м³/сут. при содержании в них взвешенных веществ С_пр = 400 мг/л.

Расчет: Расход бытовых сточных вод Q_быт=200·200000·0, 001=40000 м³/сут. Общий приток сточных вод на очистную станцию составляет: Q=Q_быт+Q_w=40000+ 5000 = 45000 м³/сут. Для определения количества осадка принимаем норму взвешенных веществ на одного жителя а = 65 г/сут. Концентрация этих веществ в бытовых сточных водах по формуле: С_быт=а·1000/q= 65·1000/200 = 325 мг/л. Общая начальная концентрация взвешенных веществ в стоках, поступающих на очистную станцию составляет: С₀=(С_быт·Q_быт+С_пр·Q_w)/(Q_быт+Q_w)= =(325·40000+400·5000)/(40000+5000)=333мг/л.Эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках принимаем 50%. Количество осадка по сухому веществу определяем по формуле: Q_сух=(С·Э·К/10⁶)·Q,

где С- начальная концентрация взвешенных веществ, Э- эффект задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках в долях единицы, К- коэффициент, учитывающий увеличение количества осадка за счет крупных фракций взвеси, не улавливаемых при отборе проб для анализа, и принимаемый обычно равным 1, 1-1, 2, Q- приток сточных вод на очистную станцию м³/сут.

Q_сух=(333·0, 5 ·1, 15/10⁶)·45000 = 8, 52 т/сут.

Примем по нормативам количество избыточного активного ила: а_i=200г. на 1м³ жидкости, тогда количество избыточного сухого ила по формуле: И_сух=а·Q/10⁶т/сут.=200·45000/10⁶ = 9т/сут. Объем осадка при влажности γ _mud(ос)=94% по формуле:

V_oc=100·Q_сух/(100-γ _mud)r_ос, м³/сут.,

где r_ос– объемный вес осадка

V_oc=8, 52∙ 100/(100-94)1 =142м³/сут.

Объем избыточного активного ила при его влажности γ _mud(ил)=97%(после уплотнения) определяем по формуле: V_ил=100·И_сух/(100-γ _mud(ил))r_ил, м³/сут.,

где r_ил -объемный вес ила

V_ил=100·9/(100-97)1=300м³/сут.

Общий объем осадка составит: V=V_oc+V_ил= 142+300=442м³/сут. Средняя влажность смеси по формуле:

В_см=100(1-[(Q_сух+И_сух)/V], %=100(1-[(8, 52+9)/442]=96%.

При влажности 96% для мезофильного процесса доза нагрузки в метантенк по таблице 24 (Д_mt=9%) и по формуле: W=В_см·100/Д_mt, м³=442·100/9=4911, 11@4911м³.

Выход газа определяем по формуле:

Г=(а-n·Д_mt)/100, (м³/1кг.беззольного вещества),

где а-максимальная величина сбраживания беззольного вещества, зависяшая от компонентов сбраживания, в %; n – коэффициент, зависящий от влажности осадка.

Г=(49-0, 56·9)/100=0, 44м³/кг.

Количество сухого беззольного вещества (при гигроскопической влажности 6% и зольности 27%) сырого осадка по формуле:

Q_бз=Q_сух(100-В_г)(100-З_ос)/100·100т/сут,

где В_г – гигроскопичность; З_ос – зольность сухих веществ, составит:

Q_бз = 8, 52(100-6)(100-27)/100·100 = 5, 85 т/сут. и избыточного активного ила по формуле:

И_бз = И_сух(100-В_г)(100-З_ил)/100·100 т/сут, составит:

И_бз=9(100-6)(100-27)/100·100=6, 2т/сут.

Общее количество сухих беззольных веществ: B_общ=5, 85+6, 2=12, 05т/сут. Общее количество газа составит:

Г_общ = Г·1000·B_общ = 0, 440·1000·12, 05=5302 м³/сут.

Выход газа на 1 м³ загруженной смеси расчетной влажности составит: В=Г_общ/V =5302/442=11, 995 @ 12 м³/ м³.