Расчет метантенков. 
Расчет и проектирование станций очистки сточных вод

Метантанки применяются для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод с целью их стабилизации и получения метаносодержащего газа брожения.

В качестве примера принято сбраживание в метантенках всех органических осадков, образовавшихся на площадке станции очистки сточных вод. Объём осадков (м³/сут) равен:

(86).

где W_от^реш — объем осадка образующегося на решетках, м³/сут; W_mud^отст — объем осадка образующегося в первичных отстойниках, м³/сут; W_ок^кр — объем осадка образующегося в контактных резервуарах, м³/сут; W_oi^иу — объем уплотненного осадка илоуплотнителей,.

Средневзвешенная влажность осадка равна:

(87).

где Р_о^реш — влажность осадка с решеток, %; Р_mud^отст — влажность осадка первичных отстойников, %; Р_ок^к.р. — влажность осадка контактных резервуаров, %; Р_г^иу — влажность осадка илоуплотнителей, %.

Объем метантенков определяется в зависимости от фактической влажности осадка и принятого режима сбраживания по суточной дозе загрузки D_mt, принимаемой для осадков городских сточных вод по [4: табл.59]. Объем метантенков (м³) определяется по формуле:

. (88).

Принимаем метантенки по [5: табл. 36.5] диаметром D м, объем одного резервуара W м³, количество резервуаров n. Фактическая доза загрузки (%) будет равна:

. (89).

Выход газа при сбраживании осадка в метантенках, зависит от распада беззольного вещества осадка. Распад беззольного вещества осадка в % определяется по формуле:

(90).

где K_r — коэффициент, зависящий от влажности осадка, и принимаемый по табл.4.4. прил. 4.; R_lim— максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка,%.

При отсутствии данных о химическом составе осадков величину R_lim принимают согласно [4]: для осадков из первичных отстойников и дробленых отбросов — R^ос_lim = 53%; для избыточного активного ила и осадка контактных резервуаров (при условии его сбраживания в метантенках) — R^ил_lim = 44%. Распад смеси осадков определяют как средневзвешенную величину всех осадков, поступающих в метантенки. Количество осадков по сухому веществу (т/сут) определяют по формуле.

(91).

Количество избыточного активного ила и осадка контактных резервуаров (т/сут) по сухому веществу.

(92).

Количество беззольного вещества в сухом веществе осадка при его зольности S = 27% равно 73%, а активного ила при зольности S = 30% равно 70%. Определяем беззольное вещество осадка и ила (т/сут) по формулам.

(93).

. (94).

Максимально возможное сбраживание осадка (%) определяют по формуле.

. (95).

Количество газа, получаемого при сбраживании осадка, надлежит принимать 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества загружаемого осадка. Суточное количество газа (м/сут) будет равно:

. (96).

При объемной массе газа 1кг/м³ объем газа (м³/сут) составит.

. (97).

Полученный газ необходимо использовать в теплоэнергетическом хозяйстве ОС. Выход газа из метантенков происходит неравномерно, поэтому для регулирования давления в газовой сети и хранения газа следует предусматривать мокрые газгольдеры. Объем газгольдеров (м³) рассчитывается на 2?4-часовой выход газа, давление газа под колпаком — 1,5?2,5 кПа (150?250мм.вод.ст.) [4]:

. (98).

Принимаем не менее двух газгольдеров объемом W₁ каждый.

Продолжительность хранения газа (ч).

(99).

где n — количество газгольдеров.

Количество тепла, выделяющегося при сжигании газа (ккал), если его теплотворной способности 5000 ккал/м³ равно:

. (100).

Количество тепла (ккал), необходимое для поддержания оптимальной температуры сбраживания осадка в метантенках (мезофильный режим — 33 °C, термофильный — 55°С), будет равно:

(101).

где S — удельное количество тепла, необходимое для подогрева осадка, принимаем равным 1350 ккал/(м³· град); t_P — температура осадка в метантенке, °С; t_о — минимальная температура осадка в зимний период, принимается равной температуре сточных вод в зимний период, °С;? — потери тепла при его передаче, составляющие 0,1 от общего количества тепла; - коэффициент полезного действия котельной, 0,65.