Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса и задачи исследований по разработке энергосберегающих технологий для очистки навозных стоков
1.1. Современные очистные сооружения свинокомплексов — крупнейшие потребители электроэнергии
1.2. Методы повышения эффективности очистных сооружений свинокомплексов
1.3. Технологическая линия очистки навозных стоков с применением анаэробного контактного реактора 33
Выводы. Цель и задачи исследований ^j
Глава II. Основные теоретические предпосылки энерго и теплосбережения в системах очистки навозных стоков
2.1. Метод и балансовые уравнения очистки навозных стоков
2.2. Основные закономерности очистки и энергосбережения 55
Выводы, задачи экспериментальных исследований IX
Глава III. Экспериментальные исследования процесса предварительной анаэробной обработки стоков
3.1. Программа и методика исследований
3.2. Исследования метаиогенеза осадка первичных отстойников 36
3.3. Результаты исследований очистки навозных стоков сброженным осадком
Выводы
Глава IV. Технико-энергетическая оценка и эффективность анаэробной обработки навозных стоков в системах их очистки
4.1. Методика расчета анаэробных контактных реакторов для систем предварительной анаэробной очистки
4.2. Экономическая эффективность предварительной анаэробной обработки навозных стоков
Выводы
Основные выводы
Список литературы
Приложение
- Современные очистные сооружения свинокомплексов — крупнейшие потребители электроэнергии
- Метод и балансовые уравнения очистки навозных стоков
- Программа и методика исследований
- Методика расчета анаэробных контактных реакторов для систем предварительной анаэробной очистки
Введение к работе
В условиях крупнотоварных ферм, особенно свинокомплексов, при образовании большого количества жидких органических отходов на относительно малых площадях значительно возрастают энергетические затраты, связанные с их переработкой и вывозом на поля. Наиболее вредное влияние на окружающую среду оказывают промышленные комплексы, на которых для уборки навоза применен гидросмыв. Такие свинокомплексы являются источником получения жидких стоков с высоким содержанием твердых органических включений, растворимых органических веществ и биогенных элементов (азота, фосфора, калия). По своему химическому составу животноводческие стоки, с одной стороны, являются ценным органическим удобрением, с другой стороны — представляют потенциальную опасность в эпидемиологическом и токсикологическом отношении. При бесконтрольном их использовании почва, грунтовые воды, воздух, растения могут загрязняться токсическими веществами, возбудителями инфекций и инвазии.
В настоящее время для обработки сточных вод животноводческих комплексов наиболее широкое распространение получил аэробный метод очистки. Однако опыт эксплуатации очистных сооружений, основанных на применении этого метода, показал, что требуемый уровень очистки не достигается, что ведет к повышенному расходу электроэнергии на обработку навозных стоков в аэротенках.
Главная причина этого - высокая концентрация органических веществ, находящихся в стоках, подаваемых на обработку в аэротенки. Применяемые технические средства для предварительной обработки (центрифуги, вибросита, отстойники и др.) не могут обеспечить удаления ігужного уровня взвешенных и растворенных веществ из стока.
Известные попытки повышения эффективности данной системы очистки путем предаэрации, увеличения количества ступеней аэробной обработки, . ведет к дополнительному расходу электроэнергии и соответственного увеличения количества избыточного активного ила, который нужно утилизировать. Альтернативой существующему методу может быть очистка стоков в системах биологических прудов, однако применение таких систем требует сравнительно больших площадей под их строительство и носит локальный характер.
Одним из путей решения данной проблемы является применение предварительной анаэробной обработки стоков в общей технологической линии их утилизации. Применение анаэробной обработки навозных стоков перед подачей их в аэротенки позволяет частично конверсировать растворенные органические вещества в биогаз, обеспечить их седиментацию в первичных отстойниках и, в конечном итоге, добиться требуемого уровня концентрации загрязнений для эффективной аэробной очистки. Однако до сих пор нет рекомендаций по использованию этих процессов и технических средств для их осуществления.
Поэтому вопросы совершенствования технологических линий очистки навозных стоков свиноводческих комплексов путем использования в них предварительной анаэробной обработки является актуальным.
Работа выполнялась в соответствии с заданиями РАСХН, тематическим планом ВИЭСХ задание 03.02.04.Ф «Разработать новые биогазовые технологии в системах утилизации навоза и навозных стоков на животноводческих фермах и птицефабриках» и концепцией фундаментальных исследований по развитию и биогазовых технологий в системах утилизации навоза.
Отдельные задачи исследований по предварительной анаэробной очистке навозных стоков были решены при выполнении международного Российско-Датского проекта «Разработка биологических методов утилизации и обработки навозных стоков» 1999-2000гг, в котором автор принимал участие в качестве ассистедга.
Современные очистные сооружения свинокомплексов — крупнейшие потребители электроэнергии
Как видно из представленных таблиц 1.1 и 1.2 наиболее вредное влияние на окружающую среду оказывают промышленные комплексы, на которых для уборки навоза применяется гидросмыв. Такие свинокомплексы являются источником получения жидких стоков с высоким содержанием твердых органических включений, растворимых органических веществ и биогенных элементов (азота, фосфора, калия).
При образовании большого количества органических отходов на относительно малых площадях, что характерно для крупных хозяйств, особенно свинокомплексов, значительно возрастают энергетические затраты, связанные с их переработкой и вывозом на поля. Практикующийся же сброс животноводческих отходов не неиспользуемые в сельском хозяйстве земли также недопустим в современных условиях, так как приводит к возникновению серьезных проблем экологического характера[11,13,35].
Особенно актуальна эта проблема для крупных комплексов, не располагающих достаточным количеством поливных земель для утилизации. При этом необходима переработка навозных стоков с целью их обеззараживания и очистки с дальнейшим использованием на полив меньшей, чем изначально требовалось, площади, сбросом на канализацию, в водоем или повторным использованием ].
Для обработки сточных вод животноводческих комплексов наибольшее распространение получил аэробный метод очистки. Аэробная очистка стоков представляет, по сути, индустриализованный вариант самоочищения воды. Она необходима для получения воды, удовлетворяющей требованиям для сброса в водоемы. Метод заключается в перемешивании стоков с подачей воздуха, что обеспечивает развитие аэробных бактерий, окисляющих органическое вещество до углекислоты и образующих биомассу («активный ил») в количестве примерно 70 % от окисленного органического вещества[6,19].
Основными методами переработки свиноводческих стоков, как и других органических отходов, до недавнего времени считались различные модификации аэробной ферментации (с участием кислорода), которая направлена, прежде всего, на дезодорацию отходов. Химические процессы в результате применения этой наиболее распространенной в мире обработки . проходят в следующей последовательности: кислород растворяют в субстрате, тем самым, стимулируя рост находящихся в нем аэробных бактерий, которые по мере своего развития поглощают летучие жирные кислоты и другие компоненты, формирующие специфический запах навоза и других органических отходов. В результате процесса, требующего больших энергетических затрат, прежде всего на аэрацию обрабатываемой массы, происходит фракционирование навозной жижи, при этом жидкая фракция преобразовывается до допустимого уровня и выпускается в водоемы или применяется в качестве технической воды, а твердая - высушивается, а органические вещества, содержащиеся в ней, используются в качестве удобрений[30].
Практически все очистные сооружения свинокомплексов в России основаны на использовании механического разделения стоков на фракции и раздельной аэробной обработки каждой из них: \ - твердой, для получения удобрений (компостирование); - жидкой, для доочистки до норм ее сброса в открытые водоемы. В соответствии с типовыми проектами очистка навозных стоков осуществляется на сооружениях, которые включают: 1. Блок механической очистки и сушки (разделение на жидкую и твердую фракции, обезвоживание и сушка твердой фракции). 2. Блок биологической очистки 1 и 2 ступени (аэрация жидкой фракции, евстление очищенной жидкости в отстойниках и обезвоживание избыточного ила на площадках). 3. Блок биологической очистки 2 ступени (доочистка стоков до норм ПДК). В результате очистки получается три продукта: твердая фракция после биотермического обеззараживания используется в качестве удобрения, осветленная жидкая фракция используется для орошения сельскохозяйственных угодий, избыточный активный ил после обезвоживания используется в качестве удобрений[7,45,46,50].
В основу этих проектов были положены проекты очистных сооружений, разработанных для очистки коммунальных стоков, которые затем совершенствовались с учетом специфики обработки навозных стоков свинокомплексов. В этой работе приняли участие многие из ведущих ученых Академии коммунального хозяйства, Российской Академии наук и Академии сельскохозяйственных наук. При этом учитывался и опыт многих зарубежных ученых, работающих в области очистки коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.
Наибольший вклад в дело развития методов очистки навозных стоков внесли российские ученые: В.Н. Афанасьев, И.А. Архипченко, А.А. Артюшин, Б. Бондаренко, С.Д. Варфоломеев, Л.Л. Гольфарб, Л.И. Понтер, П.И. Гриднев, Д.А. Данилович, А.А. Денисов, С.Д. Дурдыбаев, И.А. Заварзин, А.А. Ковалев, Н.Г. Ковалев, В.П. Коваленко, СВ. Калюжный, М.В. Левчикова, В.К. Некрасова, А.Н. Ножевникова, Р.А. Мельник, В.И. Павличенко, Е.С Панцхава, А.Г. Пузанков, В.М. Скляр, В.М. Шрамков, Е.П. Харламов, СВ. Яковлев. Из зарубежных ученых, знания которых удалось применить, это в, первую очередь, Н. Леттинга, Н. Клапик, В Баадер, Е Доне, В. Дубровские, Д.С Янг, Д. Лин, А. Упитс и др.
Метод и балансовые уравнения очистки навозных стоков
Идеологией энергосбережения является частичная замена аэробной обработки анаэробной. Основными методами переработки свиноводческих стоков, как и других органических отходов, до недавнего времени считались различные модификации аэробной ферментации (с участием кислорода), которая направлена, прежде всего, на дезодорацию отходов. Химические процессы в результате применения этой наиболее распространенной в мире обработки
проходят в следующей последовательности: кислород растворяют в субстрате, тем самым, стимулируя рост находящихся в нем аэробных бактерий, которые по мере своего развития поглощают летучие жирные кислоты и другие компоненты, формирующие специфический запах навоза и других органических отходов. В результате процесса, требующего больших энергетических затрат, прежде всего на аэрацию обрабатываемой массы, происходит фракционирование навозной жижи, при этом жидкая фракция преобразовывается до допустимого уровня и выпускается в водоемы или применяется в качестве технической воды, а твердая - высушивается, а органические вещества, содержащиеся в ней, используются по назначению.
Менее распространена анаэробная обработка отходов животноводства, которая в настоящее время применяется для утилизации широкого спектра органических отходов от твердых бытовых отходов с влажностью 80% до сточных вод с содержанием сухих веществ от 2 г/л и выше. Интерес к получению биогаза сменился пониманием значения процесса для экологии как энергосберегающей технологии очистки стоков. В случае обработки концентрированных отходов, например навоза, возможно получение удобрений и биологического газа[7,15,17,32].
Высокие затраты энергии на процесс аэрации и большой прирост биомассы в виде избыточного активного ила по сравнению с анаэробной обработкой навозных стоков объясняется малым энергетическим выходом реакций, осуществляемых метановым биоценозом. Так, при аэробном биоокислении глюкозы 59% энергии, содержащейся в ней, расходуется на прирост биомассы, а остальные 41 % уходят в тепловые потери. При метановом сбраживании глюкозы лишь 8% энергии расходуется на прирост биомассы, 3% составляют тепловые потери и 89% переходит в метан. (Рис.2.1)[38]
Экологические требования к природоиспользованию приобретают особое значение в условиях хозрасчета, когда потребуется возмещение использованных природных ресурсов законодательными актами, как это имело место в западных странах. При высоких ценах на энергию перспективной становится малоэнергоемкая анаэробная биологическая очистка с положительным выходом энергии. Ее преимущества очевидны лишь при рассмотрении хозяйственной системы в целом, поскольку анаэробная обработка имеет преимущества для обеззараживания стоков, особенно в более энергоемком термофильном варианте и для производства удобрений. В таблице 2.1. приведены преимущества и недостатки аэробного и анаэробного способов очистки сточных вод.
Как видим, процессы дополняют друг друга. Для обработки концентрированных стоков и отходов единственно приемлемой является анаэробная обработка, для получения чистой воды необходима очистка при аэробном процессе.
В последнее время наблюдается тенденция создания комбинированных технологий очистки стоков ( анаэробно-аэробных)[68,72].
Включение в систему очистки навозных стоков анаэробной обработки позволяет значительно снизить затраты энергии на последующую аэрацию и уменьшить количество получаемого избыточного активного ила. 1. Концентрация органического от 2 г/л твердофа вещества в обрабатываемых менее 2 г/л зной ферментации стоках 2. Потребность в энергии высокая низкая или сположительнымвыходом 3. Степень разложения. высокая до 95 % средняя 50-90 % органики 4. Устойчивость процесса к от средней до от низкой до средней токсическим веществам, высокой изменению нагрузки 5. Продукция избыточного ила высокая (-) низкая (+) 6. Степень удаления азота высокая низкая 7. Степень удаления фосфора высокая низкая 8. Время запуска 2-4 недели 2-6 месяцев 9. Потребность в химикатах высокая для некоторых пром. стоков низкая 10. Потребность в высокая для неко подщелачивании низкая торых промышленных стоков
Кроме того, при анаэробной обработке можно получить дополнительную энергию в виде биогаза. По своему составу биогаз представляет смесь метана (СН4) 50-80% и углекислого газа (ССЬ) 20-50%, а также незначительные количества сероводорода ( S), азота, кислорода, водорода и аммиака (NH3). В процессе анаэробного брожения микроорганизмы извлекают энергию для своей жизнедеятельности путем перевода не полностью насыщенного атома углерода в предельно восстановленную его форму - метан.
Сырьем для производства биогаза могут служить отходы животноводства, растениеводства, бытовые, а также, сточные воды предприятий, практически всех отраслей агропромышленного комплекса характеристики которых представлены в таблице 2:2.[59]. Органические вещества, которые входят в состав отходов и годятся для производства биогаза, делятся на три класса, имеющие свои пределы преобразования в метан: Углеводы - 0,42 - 0,47 м3/ кг; Белки - 0,45 - 0,55 м3/ кг; Жиры - до 1 м3/ кг;
Универсальной технологической и экологической количественной характеристикой загрязненных сточных вод является величина химического потребления кислорода (ХПК), которая прямо пропорциональна концентрации органического вещества. В процессе анаэробного сбраживания органического вещества при неизменной общей массе итоговая величина ХПК распределяется на ХПК метана (как правило, более 90%) и ХПК образующейся биомассы (биошлама). [ ] Отсюда следует, что по объему метана можно оценивать ХПК очищенных стоков.
Программа и методика исследований
Программой исследований предусматривалось: - исследование процесса осаждения навозных стоков; - исследование процесса метаногенеза осадка первичных отстойников свинокомплексов; - определение дозы подачи сброженного осадка в технологическую линию очистки навозных стоков (для заданных уровней очистки и снижения энергозатрат); - проведение экспериментальных исследований по очистке навозных стоков с целью разработки технического предложения по экономии энергозатрат применительно к конкретному хозяйству. В этой связи в задачи исследований входило: - установление принципиальной возможности очистки навозного стока в контактном реакторе; - определение седиментационных свойств смеси сброженного осадка и навозного стока свиноферм; - определение оптимального соотношения объема сброженного осадка к объему навозного стока для процесса адгезии и седиментации в отстойнике; - определение оптимального времени удержания сброженного осадка в отстойнике. Опыты проводили в лабораторных условиях института и непосредственно на свиноводческих фермах совхозов «Белая Дача» и «Фрязево» Московской области. В качестве материала для исследований использовался синтетический сток из жидкого навсіза свиноферм «Белая Дача» и «Фрязево» Московской области (таблица 3.1.)
Синтетический сток получали путем разбавления водой до концентрации органических веществ соответствующей концентрации навозного стока, получаемого на свинокомплексах мощностью 54 или 108 тысяч по выращиванию и откорму свиней в год. Характеристики фугата (после механического разделения исходного навоза на фракции) определяли в соответствии с нормами технологического проектирования (ОНТП-99) и возможностями технических средств для их разделения. Аналогично определялись и характеристики осадков навозных стоков в вертикальных отстойниках, находящихся в технологической линии очистки стоков. Характеристики очищенного стока определялись в соответствии с принятыми методиками в лабораториях ВИЭСХ, Московского Государственного университета и агрохимического центра г. Москвы. Для ввода в действие установок использовался эффлюент, полученный при сбраживании навоза КРС совхоза «Красная пойма» Московской области.
Лабораторная установка состоит из водяной ванны —1 с вмонтированным электронагревателем -2 и температурным датчиком -6. На боковой поверхности ванны установлен регулятор температуры -7. В ванну, на сетку помещаются три стеклянные банки -3, -4, -5 с объемом 0,8 л каждая с крышками. Банки соединены с газгольдерами -8 посредством резиновых шлангов.
Работает установка следующим образом. В банки загружается исходный осадок навоза по 0,5 л и герметично закрываются крышками. Затем они ставятся на сетку, и ванна заливается водой до уровня навоза в банках. К электрической сети подключаются электронагреватель, датчик и регулятор температуры, установленный на режим сбраживания. Сбор биогаза осуществляется в газгольдерах -8.
Схема лабораторной установки для очистки стоков. 1- метантенк; 2- мерная емкость для отстаивания сброженной массы; 3- мерная емкость для обработки фугата сброженным осадком; 4- мерная емкость для обработки надосадочной жидкости; 5- емкость для сбора биогаза.
Контрольные опыты в хозяйствах проводились на лабораторной установке, схема которой представлена на рис. 3.3. Установка смонтирована на ферме «Фрязево» Московской области.
Установка состоит из метантенка —1 с механической мешалкой —2. Привод мешалки осуществляется электродвигателем -3 через редуктор -4. Водяную рубашку -8 вмонтирован электрический нагревательный элемент -6 и температурный датчик -13 с регулятором температуры -14. Для сбора и контроля качества получаемого биогаза имеется мокрый газгольдер —11 с подводящим газовым патрубком -10 и выпускным патрубком -12.
Работает установка следующим образом: метантенк загружается через воронку -5 50 литров исходного осадка навоза, в рубашку заливается вода до верхнего уровня в расширительном бачке. К электросети подключается электродвигатель и система регулировки температуры водяной рубашки. Мешалка включается и отключается одновременно с включением и выключением электрического нагревателя.
По достижении заданной температуры и начала брожения, выделяющийся биогаз заполняет газгольдер, поднимая его газовый колпак. Количество биогаза определяют по высоте подъема газового колпака.
Общий вид установки для исследования процесса метаногеиеза представлена на рис. 3.4. Для исследования процесса очистки жидкой фракции навоза и отработки технологии в лабораторных условиях использовали следующее оборудование: - метантенк с рабочим объемом 50 л, работающий в термофильном режиме (t = 50C); - фиксированное и градуированное устройство для количественной регистрации выделившегося биогаза; - мерные цилиндры ёмкостью 1 л для отстаивания исходных нарезных стоков; - мерные цилиндры емкостью 1 л для отстаивания эффлюента; - мерные цилиндры емкостью 1 л для смешивания отстоянной надосадочной жидкости исходных навозных стоков с осадком эффлюента; - мерные пипетки для взятия проб, мерные бюретки для титрования проб, стеклянные пузырьки с притиром для использования при определении БПК5. В процессе проведения опытов осуществляли контроль следующих параметров: - рН среды определяли в исходном навозе, отстоянный жидкой фракции и в эффлюенте на потенциометре со стеклянным электродом; - температура проводимого процесса метаногенеза измеряли контактным и контрольным термометрами; - при расчетах принимаем, что химическая потребность в кислороде (ХПК) поступающих на обработку стоков составляет: ХПК = КорГ5, [кг/м3], (3.1) где Корг — количество органических веществ в навозных стоках.
Методика расчета анаэробных контактных реакторов для систем предварительной анаэробной очистки
Стоки свиноводческих комплексов содержат в своем составе большое количество органических веществ до 17 т/сут., в частности, в свинокомплексе на 54 тыс. голов, азота общего 1,02 т/сут.; P2Os - 0,54 т/сут. и К20-ЪА2т/сут.
Наличие такого количества органики и питательных элементов в стоках позволяет считать их сырьем для производства экологически чистых органических удобрений в жидком или твердом виде и биогаза.
Если проанализировать показатели работы действующих очистных сооружений, то можно констатировать следующее: обеззараживание стоков не производится по всем ступеням ее очистки, следовательно, семена сорных растений не теряют своей всхожести и вывозятся на поля, засоряя последние. Кроме того, в избыточном активном иле и осадках много патогенной микрофлоры, которая также развозится по полям. Уровень очистки жидкой фракции превышает ПДК для сброса на городские очистные сооружения по азоту более чем на 90 %, фосфору — 98 %, взвешенным веществам - на 30 % и ХПК - на 84 %.
Таким образом, степень очистки стоков на действующих сооружениях свинокомплекса не отвечает требованиям санитарии и агрономии, а следовательно, нарушает экологическое равновесие в зоне расположения комплекса.
В то же время, используя современные технологии, разработанные на основе собственных исследований и мировой практики, можно из стоков свинокомплексов получать экологически чистые органические удобрения как в жидком, так и в твердом виде, биогаз и при этом обеспечить требуемые нормы ПДК очистки стоков для их утилизации, а также сэкономить электроэнергию[23].
Расчет контактных реакторов для предварительной очистки навозных стоков, в общем виде сводится к определению параметров метантенка и количества снятой ХПК стоков в отстойнике.
Расчет параметров метантенка -3 сводится к определению объема -V и времени экспозиции осадка в нем -т. При этом доза суточной загрузки -d принимается равной массе осадка получаемого ежедневно в первичном отстойнике — Мт. VM = d т (4.6)
Время экспозиции определяется по результатам экспериментальных исследований метаногенеза осадка в мстантенках и принимается равным 11 суткам. Количество сброженного беззольного вещества биомассы - БВБс подаваемой ежедневно для смешивания с надосадочнои жидкостью с первичного отстойника - Мжо определяется по данным ежесуточного выхода биогаза- Г, получаемого в результате эксперимента (таблица 3.5) БВБС = Г Чуд р (кг) (4.7) Чуд - удельный выход биогаза, кг/сутки; р - плотность биогаза, р = 1,15 кг/м3. Количество снятой ХПКс надосадочнои жидкости будет равно ХПКс = БВБс К (4.8) К - коэффициент удержания ХПКс сброженным беззольным веществом осадка. По результатам теоретических исследований К = 1. Содержание ХПКд В обработанной жидкости в отстойнике контактного реактора подаваемой на обработку в аэротенки будет равно ХПКд = ХПКисх - ХПКс (кг), где (4.9) 114. Методика расчета оборудования для предварительной очистки навозных стоков Таблица 4. №/п Показатели Обозначение Ед. измерений Метод определения 1. Объем первичного отстойника Vn І м Натурные измерения показателей блока 2. Надосадочная жидкость мж м3/сутки первичной очистки действующих очистных 3. ХПКп жидкости ХПКп мг/л сооружений 4. Количество осадка мт м3/сутки -II 5. Влажность осадка WT % -II 6. Объем метантенка V м3 V = dx(l+p) 7. Загрузка d м3/сутки d = Mi 8. Время экспозиции т сут. т=11 9. Коэффициент расширения Р Р = 0,2 10. Выход биогаза Г л/кг/сут. Г = 240 л/кг БВБ И. Сброженное беззольное вещество БВБ кг/сут. БВБ = Г р 12. Плотность биогаза Р кг/м3 Р=1,15 13. Объем отстойникаконтактногореактора vP м3 VP = Vn 14. Масса снятой ХПК ХПКс кг ХПКс = БВБ К 15. Коэффициент удержания Куд - К=1 16. 17.18. Уровень очистки ХПКл мг/л ХПКА= ХПКп-ХПКс/Мж Энергосбережение Э кВтч Э = ХПКГК Коэффициент Кэ кВтч/кг Кэ=1,2 расхода энергии на 19. 20. снятие ХПК Теплосбережение Q ккал 0 = (Гпй„,-Ггн)ал Теплотворная q ккал/м3 q = 5500-6000 ккал/м3 способность биогаза 21. Коэффициент полезного действия ц - Л = 0,7 котельной 115. ХПКисх - ХПК жидкости до обработки в контактном реакторе (измерение, обычно ХПКЖ 10-12000 мг/л). Общее количество сэкономленной энергии будет равно Э = ХПКс Кэ (кВт/ч), где (4.10) Кэ - расход энергии на снятие одного килограмма ХПК, Кэ = 1,2 кВтч/кг. В качестве примера выполним эти расчеты применительно к свинокомплексу по выращиванию и откорму свиней на 54 тысяч голов в год. Исходные данные для расчета принимаем в соответствии с нормами ОНТП17-99[56]. Производительность сооружений 1300 м3/сутки стока, по сухому веществу 21,8 т/сутки, влажность исходного стока 98,4 %, расход электроэнергии 2,52 кВтч/ м стока, зольность навозного стока 15-20 %. ХПК определяем расчетным путем ХПК = Корг к, гдеКорГ = АСВ-3 k = 1,2 - коэффициент пересчета количества органического вещества в ХПК, тогда ХПК = 21,8 : 1300 = 16769 мг/л Механическое разделение исходных стоков проводится на центрифуге УОН. Эффективность разделения 41 % по сухому веществу, влажность твердой фракции 82 %. На основании балансовых расчетов по формулам 4.2 и 4.3: Мт = Ст :(1-82/100) = 50 т Ст = 21,8 0,41= 8,94 т Сж = 21,8-8,94 = 12,86 т Мж= 1300-50= 1250 т
Таким образом, после механического разделения получается 50 т твердой фракции с влажностью 82 % и 1250 т жидкой фракции с влажностью 99 %.
Твердая фракция складируется на площадке для компостирования, смешивается с наполнителем (опилки, солома или торф), где при хранении в результате биотермических процессов она обеззараживается и может использоваться как удобрение.
Отстаивание фугата в вертикальных отстойниках Фугат после центрифуги подлежит дальнейшей обработке в вертикальном отстойнике. Количество фугата 1250 т, содержание сухого вещества в фугате Сж = 12,86 т, средняя влажность фугата, направляемого в отстойник, 99 %. При разделении полученного фугата в вертикальных отстойниках непрерывного действия влажность полученного осадка 94-95%, при этом масса сухого вещества осадка составит: Сое =12,86 0,34 = 4,37 т Общая масса осадка при влажности 94 % составит: Мое = 4,37 : (1- 94/100) = 72,9 т При влажности осадка 95 % общая масса его составит: Мое = 4,37 : (1 - 95/100) = 84,4 т Принимаем массу осадка равной 80 т. Это количество осадка является суточной дозой загрузки метантенка контактного реактора d = 80 т.
