| Режим сбраживания | Суточная доза загружаемого в метантенк осадка при влажности загружаемого осадка, %, не более | ||||
| 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | |
| Мезофильный | 7 | 8 | 8 | 9 | 10 |
| Термофильный | 14 | 16 | 17 | 18 | 19 |
Количество газа, получаемого при сбраживании осадков сточных вод, принимается из расчёта 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества загружаемого осадка.
Количество беззольного вещества осадка Q без, т/сут.:
(7.2)
где Вг – гигроскопическая влажность осадка, %; Зос – зольность сухого вещества осадка, %.
Расход осадка V ос, м3/сут., определяется с учетом влажности:
(7.3)
где W ос – влажность осадка, %.
Распад беззольного вещества загружаемого осадка Rr, %, в зависимости от дозы загрузки определяется как:
(7.4)
где R lim – максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка, %, определяемое по формуле (7.5); Kr – коэффициент, зависящий от влажности осадка и принимаемый по табл. 7.2; Д mt – доза загружаемого осадка.
Таблица 7.2
Значения коэффициента Kr
| Режим сбраживания | Значение Kr при влажности загружаемого осадка, % | ||||
| 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | |
| Мезофильный | 1,05 | 0,89 | 0,72 | 0,56 | 0,40 |
| Термофильный | 0,455 | 0,385 | 0,31 | 0,24 | 0,17 |
Максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка R lim, %, определяется по формуле:
(7.5)
где Cfat, Cgl, Cprt – соответственно содержание жиров, углеводов и белков, г, на 1 г беззольного вещества осадка.
При отсутствии данных о химическом составе осадка величину R lim допускается принимать: для осадков из первичных отстойников – 53 %; для избыточного активного ила – 44 %; для смеси осадка с активным илом – по среднеарифметическому соотношению смешиваемых компонентов по беззольному веществу.
Рассмотрим пример расчётов по приведённым формулам. Определить количество биогаза, образующегося при совместном сбраживании сырого осадка и избыточного активного ила на станции биологической очистки производительностью 360 тыс. м3/сут. Концентрация сухого вещества в смеси 30 кг/м3. Концентрация взвешенных веществ в воде составляет 200 мг/л, БПКполн = 200 мг/л, эффект осветления в первичных отстойниках 50 %.
Расход осадка по сухому веществу:
В процессе осветления воды в первичных отстойниках происходит снижение концентрации загрязнений, фиксируемых БПК, примерно на 15-25 %. Принимая среднее из приведенных значений 20 %, определяем БПК, La, мг/л, в воде, поступающей в аэротенки:
La = 200(1 – 0,2) = 160 мг/л.
Количество активного ила, т/сут.:
где a = 0,3 – коэффициент прироста активного ила; b = 15 мг/л – вынос активного ила из вторичных отстойников.
Для расчётов количества беззольного вещества осадка и активного ила примем гигроскопическую влажность 5 %, зольность сухого вещества осадка 30 %, активного ила – 25 % соответственно.
Влажность сырого осадка 96 %, влажность избыточного активного ила 99,3%, плотность соответственно 1,08 и 1,03 кг/л. Вычисляем расход сырого осадка и избыточного активного ила:
Общий расход осадков на станции:
– по сухому веществу
– по беззольному веществу
– по объему смеси фактической влажности
Среднее значение влажности смеси:
По табл. 7.1 и 7.2 определяем дозу загрузки и коэффициенты K r: для мезофильного режима Д mt = 10 %, Kr = 0,4; для термофильного режима Д mt = 19 %, Kr = 0,17.
Максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка примем по среднеарифметическому соотношению смешиваемых компонентов R lim = 48 %.
Распад беззольного вещества загружаемой смеси:
– в мезофильном режиме:
– в термофильном режиме:
Количество распавшегося беззольного вещества загружаемого осадка:
– для мезофильного режима
– для термофильного режима
Массовый расход газа, получаемого при сбраживании смеси осадка и активного ила, будет равен тем же значениям. Принимая плотность газа усредненного состава равной 1 кг/м3, получим объёмный выход газа при сбраживании:
– в мезофильном режиме
– в термофильном режиме
7.1.2 Определение выхода биогаза на сельскохозяйственных
биогазовых установок
Количество жидкого навоза L, м3, выходящего из животноводческих ферм и комплексов:
(7.6)
где N – число линий удаления навоза; Qki – количество экскрементов, м3, от животных, обслуживаемых одной линией удаления навоза, принимается по нормам технологического проектирования (см. табл. 7.3-7.5); G 1 – количество воды, м3, необходимое для функционирования одной линии удаления навоза; G 2 – количество воды или жидкой фракции навоза, необходимое для смыва осадка из каналов и проведения санитарно-ветеринарных мероприятий по окончании цикла производства, м3/сут.; G 3 – количество воды или жидкой фракции навоза, необходимое для смыва осадка из коллекторов, м3.
Таблица 7.3
