В системе биологической очистки приведенные затраты складываются из затрат на аэрацию сточных вед (П31), обработку и утилизацию образующихся осадков (ПЗ2), аэрационные сооружения (ПЗ3) и прочих затрат (ПЗ4), включающих приведенные затраты на отстойники, перекачку сточной воды и возвратного активного ила, вспомогательные объекты. Следовательно, можно записать:
ПЗ = ПЗ1+ ПЗ2 + ПЗ3 + ПЗ4 = 
1∙R* + 
2∙Rизб + 
3∙ V + 
4 ∙Q; (3.55)
где 
1, 
2, 
3 − укрупненные удельные приведенные затраты, соответственно, на подачу в сточную воду при стандартных условиях 1 кг кислорода, руб./кг О2, на обработку и утилизацию 1 кг осадков (активного ила), руб./кг, на строительство и эксплуатацию 1 м аэротенков, руб./(м3·год); 
4 − прочие приведенные затраты на 1 м3 сточной воды, руб./м3; остальные обозначения приведены в разделах 3.2, 3.3.
Приведенные затраты на очистку 1 м3 сточной воды составят:
ПЗQ = 
; (3.56)
Коэффициент 
4 в первом приближении постоянен. Поэтому при сравнении вариантов технологических схем последний член суммы (3.56) можно не учитывать.
Предполагая одинаковое значение 
2 в сравниваемых вариантах и, учитывая, что, как правило, В0 >> B, произведение 
2∙(В0 − В) будет практически постоянно в сравниваемых вариантах и может быть исключено из рассмотрения.
Учитывая только изменяемые при сравнении вариантов элементы приведенных затрат на очистку 1м3 сточной воды и соотношение (3.10), приходим к выражению:
ПЗQ1 = 
1 ·Zl *∙lo +
2· Уl∙lo + 
3 
; (3.57)
Так как все члены cуммы (3.57) пропорциональны БПК5 стоков, то в качестве критерия оптимизации систем биологической очистки целесообразно использовать приведенные затраты на 1 кг БПК5, т. е. выражение:
ПЗl = 
1* ·Zl * + 
2· Уl ; (3.58)
1* =
1 + 
; (3.59)
Задача оптимизации примет вид:
ПЗl → min, El ≥ El* ; (3.60)
где El* − заданный эффект очистки промстоков по БПК5.
Значения коэффициентов 
1 и 
2 зависят, соответственно, от технико-экономических характеристик систем аэрации и способа обработки и утилизации избыточного ила. На величину 
3 влияет конструкция и объем аэротенка. Если 
1 и
3 всегда больше нуля, то коэффициент 
2 может иметь и отрицательные значения, когда прибыль от утилизации избыточного ила превосходит затраты на его обработку.
На действующих очистных сооружениях промстоков ЦБП в среднем 
1 = 0,016 руб/кг О2, 
2 = 0,13 руб./кг (обработка осадков по схеме: гравитационное уплотнение в илоуплотнителях, механическое обезвоживание, вывоз автотранспортом к месту складирования или захоронения), 
3 = 2,77 руб./(м3∙год). С учетом возможного диапазона произведения KLa*·Co* , коэффициент 
1* изменяется в пределах 0,018 − 0,024 руб./кг О2. Следовательно, в оценочных расчетах можно принять 
1* = 0,02 руб./кг О2, а значение 
2 = 0,13 руб./кг, принимая во внимание перспективы утилизации активного ила как ценного сырья, считать максимальным.
Выбор технологической схемы и решение оптимизационной задачи (3.60) сопряжены с многократным расчетом величины критерия оптимизации, зависящей от состава промстоков, глубины очистки и параметров системы. Поиск оптимального решения может осуществляться в следующей последовательности.
На предварительном этапе необходимо определить значения параметров состава промстоков (го, А, 
, ho), используя известные величины для очистных сооружений предприятия – аналога или данные таблицы 3.2. .
На предварительном этапе производится выбор системы аэрации, типа аэротенка и способа обработки и утилизации избыточного ила. В результате находятся значения коэффициентов К1 wmin, 
1* и 
2.
Второй этап включает получение для рассматриваемых технологических схем зависимостей критерия оптимизации от эффекта очистки и окончательный выбор оптимального решения.
Выбор системы аэрации. Система аэрации оказывает влияние на величину критерия оптимизации П3l через коэффициенты 
1 и К1 (коэффициент К1 входит в формулы для расчета Zl*). В целях минимизации П3l необходимо обеспечить максимальную величину К1 и минимальное значение 
1.
Для сточных вод, содержащих промстоки сульфатно-целлюлозного производства, коэффициент К1 больше в системах очистки с механической или пневмомеханической аэрацией, чем в системах очистки с пневмоаэрацией (см. разд. 1.2). Эта закономерность наиболее существенно проявляется при низких эффектах очистки, т. е. в системах неполной биологической очистки. Отсюда следует, что в аэротенках неполной биологической очистки указанных стоков оптимальным является механическая или пневмомеханическая аэрация, а при полной биологической очистке на первый план выходят технико-экономические характеристики аэрационного оборудования.
Типовые пневмомеханические аэраторы конструкции ЛенНИИхиммаша имеют более высокую производительность по кислороду на единицу потребляемой мощности, т. е. экономичнее пневматических систем, но уступают им в надежности при эксплуатации, что требует установки дополнительных (резервных) аэраторов. С разработкой более совершенных конструкций пневмомеханических аэраторов (эта задача уже поставлена Минхиммашу) такая необходимость исчезнет. Соответственно, применение пневмомеханической аэрации станет оптимальным вариантом и для систем полной биологической очистки.
При биологической очистке в аэротенках промстоков сулъфитно - и бисульфитно-целлюлозного производства, а также промстоков сульфатно-целлюлозного производства, предварительно прошедших химическую очистку от щелочного лигнина, коэффициент К1 не зависит от способа аэрации (см. разд. 1.2). Выбор оптимального варианта системы аэрации производится из условия: 
1 → min.
Выбор типа аэротенка. Как следует из анализа уравнений (3.50), (3.51), в одноступенчатых системах полной биологической очистки минимальное значение прироста активного ила достигается в аэротенке-смесителе. При неполной очистке тип аэротенка не влияет на прирост ила. Отсюда следует, что, если 
2>0, то экономически целесообразно при полной очистке применять аэротенки-смесители, а при (
2<0 выгоднее аэротенки-вытеснители.
В системах неполной биологической очистки, в частности, на первой ступени двухступенчатой схемы, приведенные затраты П3l не зависят от типа аэротенка. Вместе с тем, следует иметь в виду, что конструктивно пневмомеханические аэраторы более выгодные при неполной очистке, удобнее размещать в аэротенках-смесителях бескоридорного типа.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
