Водоотведение. Наружные сети и сооружения (стр. 21 )

- использование для повышения распада органического вещества осадка и увеличения выхода биогаза методов предобработки осадка перед сбраживанием: термической (до 180 оС), механической, ферментативной и ультразвуковой дезинтеграции, а также их сочетания.

9.11.3.2 При проектировании метантенков следует соблюдать требования Технических регламентов: «Общие требования к пожарной безопасности», "Требования к безопасности оборудования, работающего под давлением" и "Требования к безопасности систем газоснабжения" при этом надлежит предусматривать:

- мероприятия по взрывопожаробезопасности оборудования и обслуживающих помещений;

- герметичность резервуаров метантенков, рассчитанных на избыточное давление до 5 кПа (500 мм. вод. ст.);

- автоматический контроль уровня осадка давления в метантенках;

- расстояние от метантенков до основных сооружений станций, внутриплощадочных автомобильных и железных дорог — не менее 20 м, до высоковольтных линий — не менее 1,5 высоты опоры;

- ограждение территории метантенков;

- газгольдеры для усреднения расхода биогаза.

9.11.3.3 При технико-экономическом обосновании при допускается использование шарообразных газгольдеров под более высоким давлением. Их надлежит проектировать в соответствии с требованиями к сооружениям для хранения природного газа.

9.11.3.4 Совместно с канализационными осадками допускается добавление в метантенки других видов сбраживаемых отходов (домового мусора, отбросов с решеток, производственных отходов органического происхождения, навоза, птичьего помета, жидких органических отходов пищевой промышленности и некондиционной пищевой продукции, специально подготовленных и глубоко измельченных органических компонентов твердых бытовых отходов) и других сбраживаемых органических веществ после их дробления (и т. п.).

Для обеспечения эффективности и надежности процесса сбраживания осадка при проектировании метантенков следует предусматривать:

- возможность промывки всех трубопроводов;

- перемешивание метантенков мешалками или газом (использование насосов для перемешивания допускается только как резервного оборудования);

- устройство систем пеногашения;

- выгрузку сброженного осадка как с нижней точки метантенка, так и из верхней части сооружения;

- систему аварийного перелива;

- герметично закрывающиеся люки-лазы как в верхней части сооружения (на газовом колпаке), так и в нижней части;

- эффективную теплоизоляцию;

- использование рекуперационных теплообменников при применении термофильного режима сбраживания, с рекуперацией не менее 15оС.

9.11.3.5 Рекомендуется устройство на верхнем люке метантенков прозрачной вставки и других мероприятий для возможности визуального контроля состояния поверхности осадка.

9.11.3.6 Весовое количество газа, получаемого при сбраживании (биогаза) надлежит принимать 0,9 л на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка, теплотворная способность - 5500 ккал/м.

Надлежит предусматривать обязательную утилизацию биогаза, образующегося при сбраживании.

Допускается:

- сжигание биогаза в котельных для производства пара и горячей воды, как раздельно, так и совместно с природным газом;

- использование в качестве моторного топлива в электрогенераторах, а также при обосновании в дизельных двигателях приводов воздуходувок и на автотранспорте;

- использование в качестве топлива в установках термической сушки и сжигания осадка.

При использовании биогаза в качестве моторного топлива надлежит предусматривать его очистку от примесей, оказывающих неблагоприятное воздействие на работу двигателей (вода, взвешенные частицы, сероводород, силоксаны и др.

9.11.3.7 Для сбраживания осадков в метантенках допускается принимать мезофильный (Т = 33°С) либо термофильный (Т = 53°С) режим. Выбор режима сбраживания следует производить с учетом методов последующей обработки и утилизации осадков, а также санитарных требований.

9.11.3.8 Для поддержания требуемого режима сбраживания надлежит предусматривать:

- загрузку осадка в метантенки, как правило, равномерную в течение суток;

- обогрев метантенков острым паром, выпускаемым через эжектирующие устройства, либо подогрев осадка, подаваемого в метантенк, в теплообменных аппаратах. Необходимое количество тепла следует определять с учетом теплопотерь метантенков в окружающую среду.

9.11.3.9 Допускается проводить сбраживание в мезофильном (температура около 35оС) и термофильном (температура от 50 оС до 60оС) режимах. При обосновании допускается также использование двухфазного термофильно-мезофильного режима сбраживания.

Выбор температурного режима надлежит осуществлять по результатам технико-экономических проработок с учетом методов дальнейшей обработки и утилизации осадка, санитарных требований, метода утилизации образующегося биогаза и теплотехнических расчетов.

9.11.3.10 Осадок, подаваемый в метантенки, должен быть процежен на решетках (ситах) с прозорами не более 6 мм с целью дополнительного удаления грубодисперсных включений.

9.11.3.11 Рекомендуется предусматривать сгущение избыточного активного ила перед подачей в метантенки до содержания сухого вещества не менее 5%.

Объем метантенков следует определять расчетом по органической нагрузке на рабочий объем сооружения.

Объемная доза загрузки осадка не должна быть выше: для термофильного процесса - 15%, для мезофильного процесса - 7%.

Распад органического вещества осадка следует определять расчетом с учетом типов осадка, температуры процесса, наличия и типов предобработки.

9.11.3.12 Определение вместимости метантенков следует производить в зависимости от фактической влажности осадка по суточной дозе загрузки, принимаемой для осадков городских сточных вод по Таблице 9.35, а для осадков производственных сточных вод - на основании экспериментальных данных; при наличии в сточных водах анионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) суточную дозу загрузки надлежит проверять согласно 9.11.3.13.

Таблица 9.35 Значение вместимости метантенков в зависимости от фактической влажности осадка по суточной дозе загрузке

Режим сбраживания	Суточная доза загружаемого осадка Дmt, %, при влажности загружаемого осадка, %, не более
93	94	95	96	97
Мезофильный	7	8	8	9	10
Термофильный	14	16	17	18	19

9.11.3.13 При наличии в сточных водах ПАВ величину суточной дозы загрузки Дmt, %, принятую по Таблице 9.35, надлежит проверять по формуле:

(9.95)

где Сdt - содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) в осадке, мг/г сухого вещества осадка, принимаемое по экспериментальным данным или по Таблице 9.36;

Pmud - влажность загружаемого осадка, %;

Дlim - предельно допустимая загрузка рабочего объема метантенка в сутки, принимаемая:

а) 40 г/м3 - для алкилбензолсульфонатов с прямой алкильной цепью;

б) 85 г/м3 - дли других «мягких» и промежуточных анионных ПАВ;

в) 65 г/м3 - для анионных ПАВ в бытовых сточных водах.

Если значение суточной дозы, определенное по формуле (9.95), менее указанного в Таблице 9.35 для заданной влажности осадка, то вместимость метантенка необходимо откорректировать с учетом дозы загрузки, если равно или превышает - корректировка не производится.

Таблица 9.36 Значение суточной дозы, определенное по формуле (9.95)

Исходная концентрация ПАВ в сточной воде, мг/л	Содержание ПАВ, мг/г сухого вещества осадка
осадок из первичных отстойников	избыточный активный ил
5	5	5
10	9	5
15	13	7
20	17	7
25	20	12
30	24	12

9.11.3.14 Распад беззольного вещества загружаемого осадка Rr, %, в зависимости от дозы загрузки надлежит определять по формуле:

(9.96)

где Rlim - максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка, %, определяемое по формуле (9.97);

Кr - коэффициент, зависящий от влажности осадка и принимаемый по Таблице 9.37;

Дmt - доза загружаемого осадка, %, принимаемая согласно п. 9.11.3.12.

9.11.3.15 Максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка Rlim, %, следует определять в зависимости от химического состава осадка по формуле:

(9.97)

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 Rlim 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.

Таблица 9.37 Значение коэффициента, зависящий от влажности осадка

Режим сбраживания	Значение коэффициента 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

9.11.3.16 Весовое количество газа, получаемого при сбраживании, надлежит принимать 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества загружаемого осадка, объемный вес газа - 1 кг/м3, теплотворную способность - 5000 ккал/м3.

9.11.3.17 Влажность осадка, выгружаемого из метантенка, следует принимать в зависимости от соотношения загружаемых компонентов по сухому веществу с учетом распада беззольного вещества, определяемого согласно п. 9.11.3.14.

9.11.3.18 При проектировании метантенков надлежит предусматривать:

- мероприятия по взрывопожаробезопасности оборудования и обслуживающих помещений - в соответствии с ГОСТ 12.3.006;

- герметичные резервуары метантенков, рассчитанные на избыточное давление газа до 5 кПа (500 мм вод. ст.);

- число метантенков - не менее двух, при этом все метантенки должны быть рабочими;

- отношение диаметра метантенка к его высоте (от днища до основания газосборной горловины) - не более от 0,8 до 1 раза;

- расположение статического уровня осадка – от 0,2 м до 0,3 м выше основания горловины, а верха горловины - на 1,5 м выше динамического уровня осадка;

- площадь газосборной горловины - из условия пропуска от 600 м3 до 800 м3 газа на 1 м2 в сутки;

- расположение открытых концов труб для отвода газа из газового колпака - на высоте не менее 2 м от динамического уровня;

- загрузку осадка в верхнюю зону метантенка и выгрузку из нижней зоны;

- систему опорожнения резервуаров метантенков - с возможностью подачи осадка из нижней зоны в верхнюю;

- переключения, обеспечивающие возможность промывки всех трубопроводов;

- перемешивающие устройства, рассчитанные на пропуск всего объема бродящей массы в течение от 5 ч до10 ч;

- герметически закрывающиеся люки-лазы, смотровые люки;

- расстояние от метантенков до основных сооружений станций, внутриплощадочных автомобильных дорог и железнодорожных путей - не менее 20 м, до высоковольтных линий - не менее 1,5 высоты опоры;

- ограждение территории метантенков.

9.11.3.19 Газ, получаемый в результате сбраживания осадков в метантенках, надлежит использовать в теплоэнергетическом хозяйстве очистной станции и близрасположенных объектов.

9.11.3.20 Проектирование газового хозяйства метантенков (газосборных пунктов, газовой сети, газгольдеров и т. п.) необходимо осуществлять в соответствии с Техническим регламентом "Требования к безопасности систем газоснабжения" и «Правилами безопасности в газовом хозяйстве».

9.11.3.21 Для регулирования давления и хранения газа следует предусматривать мокрые газгольдеры, вместимость которых рассчитывается от 2 час. до 4-часового выхода газа, давление газа под колпаком должно быть от1,5 кПа до 2,5 кПа (мм вод. ст.).

9.11.3.22 При обосновании допускается применение двухступенчатых метантенков в районах со среднегодовой температурой воздуха не ниже 6 °С и при ограниченности территории для размещения иловых площадок.

9.11.3.23 Метантенки первой ступени надлежит проектировать на мезофильное сбраживание согласно пп. 9.11.3

9.11.3.24 Метантенки второй ступени надлежит проектировать в виде открытых резервуаров без подогрева.

Выпуск иловой воды следует предусматривать на разных уровнях по высоте сооружения, удаление осадка - из сборного приямка по иловой трубе диаметром не менее 200 м под гидростатическим напором не менее 2 м. Вместимость метантенков второй ступени следует рассчитывать исходя из дозы суточной загрузки, равной от 3 % до 4 %.

Метантенки второй ступени следует оборудовать механизмами для удаления накапливающейся корки.

9.11.3.25 Влажность осадка, удаляемого из метантенков второй ступени, следует принимать, при сбраживании: осадка из первичных отстойников – 92 %; осадка, а совместно с избыточным активным илом – 94%.

9.11.4 Аэробные стабилизаторы

9.11.4.1 Аэробное кондиционирование осадка допускается проводить как при субмезофильном режиме (около 20оС), так и в термофильном режиме (при технико-экономическом обосновании допускается по рекомендациям научно-исследовательских, консалтинговых и инжиниринговых организаций).

9.11.4.2 При расчетах субмезофильного аэробного кондиционирования следует принимать: распад органического вещества осадка не более 20%. При использовании термофильного режима допускается принимать распад до 45%. При расчетах следует определять: время аэробной обработки, необходимый расход воздуха, а для термофильной аэробной стабилизации - условия автотермичности процесса.

9.11.4.3 При проведении аэробной стабилизации высоко концентрированной смеси осадков следует предусматривать механическую и пневмо-механическую стабилизацию.

9.11.4.4 На аэробную стабилизацию допускается направлять неуплотненный или уплотненный в течение не более 5 ч активный ил, а также смесь его с сырым осадком.

9.11.4.5 Для аэробной стабилизации следует предусматривать сооружения типа коридорных аэротенков.

Продолжительность аэрации надлежит принимать,:

- для неуплотненного активного ила – от 2 сут до 5 сут;

- смеси осадка первичных отстойников и неуплотненного ила – от 6 сут до 7 сут;

- смеси осадка и уплотненного активного ила - от 8сут до 12сут(при температуре 20°С).

При более высокой температуре осадка продолжительность аэробной стабилизации надлежит уменьшать, а при меньшей - увеличивать.

При изменении температуры на 10°С продолжительность стабилизации соответственно изменяется от 2 раз до 2,2 раза.

Аэробная стабилизация осадка может осуществляться в диапазоне температур от 8°С до 35°С. Для осадков производственных сточных вод продолжительность процесса надлежит определять экспериментально.

9.11.4.6 Расход воздуха на аэробную стабилизацию следует принимать от 1 м3/ч до 2 м3/ч на 1 м3 вместимости стабилизатора в зависимости от концентрации осадка соответственно от 99,5% до 97,5 %. При этом интенсивность аэрации следует принимать не менее 6 м3/(м2×ч).

9.11.4.7 Уплотнение аэробно стабилизированного осадка следует предусматривать или в отдельно стоящих илоуплотнителях, или в специально выделенной зоне внутри стабилизатора в течение не более 5 ч. Влажность уплотненного осадка должна быть от 99,5% до 97,5 %..

9.11.4.8 Иловая вода из уплотнителей должна направляться в аэротенки. Ее загрязнения следует принимать по БПКполн - 200 мг/л, по взвешенным веществам - до 100 мг/л.

9.11.5 Сооружения для механического обезвоживания осадка

9.11.5.1 Обезвоживание осадков, образующихся при очистке сточных вод допускается предусматривать естественным или механическим методами, либо с использованием фильтрующих мешков

9.11.5.2 Для механического обезвоживания осадков рекомендуется предусматривать центрифуги и ленточные фильтр-прессы. При обосновании допускается использовать камерные фильтр-прессы, шнековые прессы и другое оборудование.

9.11.5.3 В качестве реагента для улучшения водоотдающих свойств осадков городских сточных вод и схожих с ними по составу следует использовать органические полимеры (флокулянты).

При технико-экономическом обосновании допускается использование реагентов и присадок, улучшающих процесс обезвоживания, а также подогрева осадка за счет утилизации низкопотенциального тепла от других процессов.

9.11.5.4 Осадки городских сточных вод, подлежащие механическому обезвоживанию, должны подвергаться предварительной обработке - уплотнению, промывке (для сброженного осадка), коагулированию химическими реагентами. Необходимость предварительной обработки осадков производственных сточных вод следует устанавливать экспериментально.

9.11.5.5 Перед обезвоживанием сброженного осадка на вакуум-фильтрах или фильтр-прессах следует предусматривать его промывку очищенной сточной водой.

Количество промывной воды следует принимать:

- для сброженного сырого осадка от 1 м3/м3 до 1,5 м3/м3;

- для сброженной в мезофильных условиях смеси сырого осадка и избыточного активного ила от 2 м3/м3 до 3 м3/м3;

- то же, в термофильных условиях от 3 м3/м3до 4 м3/м3.

При наличии данных об удельном сопротивлении осадка расход промывной воды qww, м3/м3, следует определять по формуле:

(9.98)

где rmud - удельное сопротивление осадка, см/г.

9.11.5.6 Продолжительность промывки следует принимать от 15мин. до 20 мин, числа резервуаров для промывки осадка - не менее двух. В резервуарах надлежит предусматривать устройства для удаления всплывающих веществ, перемешивания и периодической очистки.

9.11.5.7 При проектировании сооружений промывки осадка (смешения его с технической водой) следует предусматривать устройства для удаления и последующей обработки отделяемого в них песка.

При перемешивании воздухом количество его определяется из расчета 0,5 м3/м3 смеси промываемого осадка и воды.

9.11.5.8 Для всех типов осадков перед обезвоживанием допускается предусматривать уплотнители

9.11.5.9 Для уплотнения смеси промытого осадка и воды следует предусматривать уплотнители, рассчитанные от 12ч до 18 ч пребывания в них смеси при мезофильном режиме сбраживания от 20ч до 24 ч - при термофильном режиме.

Число уплотнителей надлежит принимать не менее двух. Удаление осадка из уплотнителей следует предусматривать насосами плунжерного типа.

Влажность уплотненного осадка следует принимать от 94% до 96% в зависимости от исходного осадка и количества добавленного активного ила.

Удаление иловой воды из уплотнителей надлежит предусматривать на очистные сооружения, которые следует рассчитывать с учетом дополнительного количества загрязняющих веществ.

Количество загрязняющих веществ в иловой воде из уплотнителей следует принимать: по взвешенным веществам от 1000 мг/л до1500 мг/л, по БПКполн от 600 мг/л до 900 мг/л.

9.11.5.10 Для уменьшения выноса из уплотнителей взвешенных веществ и снижения влажности уплотненного осадка следует предусматривать подачу фильтрата от вакуум-фильтров в илоуплотнители, а также замену промывной воды 0,1%-ным раствором хлорного железа, для приготовления которого используется 50% общего потребного количества хлорного железа.

В уплотнителях надлежит предусматривать устройства для удаления всплывающих веществ.

9.11.5.11 Перед обезвоживанием на камерных фильтр-прессах для извлечения крупных включений из осадка первичных отстойников следует предусматривать решетки с прозорами 10 мм или вибропроцеживающие аппараты с сетками ячеек размером 10мм´10 мм.

9.11.5.12 В качестве реагентов при коагулировании осадков городских сточных вод следует применять хлорное железо или сернокислое окисное железо и известь в виде 10 %-ных растворов.

Добавку извести в осадок следует предусматривать после введения хлорного или сернокислого окисного железа.

Количество реагентов следует определять в расчете по FeCl3 и CaO, при этом их дозы при вакуум-фильтровании надлежит принимать, в % к массе сухого вещества осадка:

1) для сброженного осадка первичных отстойников:

- FеСl3 от 3 % до 4%;

- СаО от 8% до 10%;

2) для сброженной промытой смеси осадка первичных отстойников и избыточного активного ила:

- FeCl3 от 4 % до 6 %,

- СаО от 12% до 20 %;

3) для сырого осадка первичных отстойников:

- FeCl3 от 1,5% до 3%

- СаО от 6% до 10 %;

4) для смеси осадка первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила:

- FeCl3 от 3% до 5%;

- СаО от 9 % до13%;

5) для уплотненного избыточного ила из аэротенков:

- FeCl3 от 6% до 9%;

- СаО от 17% до 25%.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 Большие значения доз реагентов надлежит принимать для осадка, сброженного при термофильном режиме.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 При обезвоживании аэробно стабилизированного осадка доза реагентов на 30 % менее дозы для мезофильно сброженной смеси.

ПРИМЕЧАНИЕ 3 Доза Fe2(SO4)3 во всех случаях увеличивается по сравнению с дозами хлорного железа от 30 % до 40 %.

ПРИМЕЧАНИЕ 4 При обезвоживании осадка на камерных фильтр-прессах доза извести принимается во всех случаях на 30 % более.

9.11.5.13 Смешение реагентов с осадком следует предусматривать в смесителях. Применение центробежных насосов для перекачки скоагулированного осадка не допускается.

9.11.5.14 Надлежит предусматривать промывку фильтровальной ткани вакуум-фильтров и фильтр-прессов производственной водой, а также периодическую регенерацию ее 10 %-ным раствором ингибированной соляной кислоты.

9.11.5.15 Количество ингибированной соляной кислоты надлежит определять исходя из годовой потребности кислоты 20 %-ной концентрации на 1 м2 фильтрующей поверхности:

- 20 л - для вакуум-фильтра со сходящим полотном;

- 50 л - для фильтров других типов.

9.11.5.16 Склад хлорного или сернокислого окисного железа и соляной кислоты надлежит рассчитывать из условия хранения их 20-30-суточного запаса, извести - 15-суточного. Число резервуаров кислоты и раствора хлорного железа следует принимать не менее двух. В случае доставки реагентов железнодорожными цистернами вместимость резервуара должна быть не менее вместимости цистерны.

9.11.5.17 Производительность вакуум-фильтров, фильтр-прессов и влажность кека при обезвоживании осадков городских сточных вод следует принимать по Таблице 9.38.

Таблица 9.38 Значение производительности вакуум-фильтров, фильтр-прессов и влажность кека при обезвоживании осадков городских сточных вод

Характеристика обрабатываемого осадка	Производительность, кг сухого вещества осадка на 1 м2 поверхности фильтра в 1 ч	Влажность кека, %
при вакуум-фильтровании	при фильтр-прессовании
вакуум-фильтров	фильтр-прессов
Сброженный осадок из первичных отстойников	от 25 до 35	от 12 до 17	от 75 до 77	от 60 до 65
Сброженная в мезофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила, аэробно стабилизированный активный ил	от 20 до 25	от 10 до 16	от 78 до 80	от 62 до 68
Сброженная в термофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила	от 17 до 22	от 7 до 13	от 78 до 80	от 62 до 70
Сырой осадок из первичных отстойников	от 30 до 40	от 12 до 16	от 72 до 75	от 55 до 60
Смесь сырого осадка из первичных отстойников и уплотненного активного ила	от 20 до 30	до 5 до 12	от 75 до 80	от 62 до - 75
Уплотненный активный ил станций аэрации населенных пунктов	от 8 до 12	от 2 до 7	от 85 до 87	от 80 до 83
ПРИМЕЧАНИЕ Для вакуум-фильтрования сырых осадков надлежит предусматривать барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном.

Производительность вакуум-фильтров и фильтр-прессов при обезвоживании осадков производственных сточных вод необходимо принимать по опытным данным.