Объем реактора

Трехфазовые «сепараторыотстойники», расположенные в верхней части реакторовразделяют очищенную сточную водубиогаз и илБлагодаря относительно высокой плотности биомассывозврат ее на иловую подушку оказывается облегченными уже оттуда очищенная вода возвращается в резервуар кондиционированиягде подготавливается сырая сточная вода с переводом ее на следующую ступень очистки.

В анаэробном реакторе температура поддерживается на уровне 37oCчто является оптимумомЗаметим такжечто помимо этогоблагодаря системе питания с восходящим потокомиловая подушка поддерживается в плавающем состоянииСуточная органическая нагрузка на единицу объема анаэробного реактора принимается из расчета 10 кг ХПК/м3.суткиОбщая ХПК нагрузка (Lрассчитывается следующим образом:

гдеL  :          общая органическая нагрузкакг/сутки
Q :          проектная мощность потокам3/час
TCOD:    общая ХПКкг/м3

А объем реактора рассчитывается следующим образом:

VR :    объем реакторам3
L  :      Общая ХПК нагрузкакг/сутки
CODeffХПК эффективная, %

Анаэробная биологическая очистка

гидравлическое время удержаниясутки
V :      объемм3
Q :      потокм3/сутки

3.        Анаэробная биологическая очистка

После тогокак была осуществлена регулировка по мощности потока и по температуресточная вода перекачивается в резервуар кондиционирования,  который представляет собой блок анаэробной очисткиВ резервуаре кондиционирования происходит автоматическая регулировка уровня рН в пределах между 7 и 7,5Достигается это путем добавленияв зависимости от необходимостилибо NaOHлибо HClКроме тогона этой ступени очистки происходит добавление микропитательных веществнеобходимых для питания бактерийОбъем резервуара кондиционирования составляетоколо 200 м3причем такой объем был запроектирован с учетом необходимого времени удержания воды в течение 30 минутчто требуется для обеспечения надлежащего смешивания сточной воды с химическими добавками.

Из бака кондиционирования  сточная вода будет перекачиваться на UASBреакторы (Upflow Anaerobic Sludge Blanket / реакторы с анаэробной иловой подушкой с восходящим потоком), поступая на них в виде регулируемого потокаВ UASBреакторах органические загрязняющие веществаблагодаря анаэробному сбраживаниюбудут преобразовываться в H2OCO2 и метан (CH4). Требуемая скорость восходящего потока и однородность перекачиваемой сточной воды будут обеспечиваться системой распределенияОрганические веществасодержащиеся в сточной водепо мере их прохождения через расположенную на протяжении нескольких метров биомассу в виде подушки из гранулированных бактерийбудут разлагаться с образованием биогаза.

Введение

Цель данного отчета состоит в томчтобы дать информациюкасательно технологических установоквовлеченных в процесс очистки сточных вод на очистных сооружениях Пивзавода «Ярпиво». В соответствующих главах представлены важные проектные аспектыа также принятые цифровые параметру.

В своей основесистема очистки сточных вод представлена следующими технологическими блоками и системами:

1—    Механическая очистка

2—    Анаэробная биологическая очистка

3—    Аэробная биологическая очистка

4—    Фильтрация

5—    УФ дезинфекция

6—    Иловые системы

2.        Механическая очистка

После тогокак путем перекачки был осуществлен подъем сточной водыона вначале подается на решетчатые фильтры тонкой очистки для удаления взвешенных веществЗдесь происходит задержание частичек размером более 0,5ммОтфильтрованные взвешенные вещества загружаются с помощью шнекового конвейера в грузовой автомобиль или в контейнер для последующего вывозаСточная водапрошедшая через решетчатые фильтры тонкой очисткизатем поступает в усреднительный резервуаргде происходит ее усреднение по загрязняющей нагрузке с темчтобы затем ее можно было направитьконтролируя при этом мощность потокав резервуар кондиционированияУсреднительный резервуар был запроектирован как резервуар с достаточно большим объемомчто позволяет сглаживать изменения в поступающей на очистку сточной водеВ экстремальном случаекогда мощность поступающего потока составит 9,000 м3/суткигидравлическое время удержания () составит почти 20 часов.

ОЧИСТКА БИОГАЗА

Направленное вверх движение высвобожденных пузырьков газа вызывает гидравлическую турбулентностьчто обеспечивает перемешивание в реакторе без применения какихлибо механических устройствВ верхней части реактораводяная составляющаяпри прохождении ее через трехфазный сепаратор (также известный как газожидкостнотвердый сепаратор), отделяется от иловых взвешенных веществ и газаТрехфазовый сепаратор представляет собой газовую шапку с отстойникомрасположенным над нейНиже отверстия газовой шапки имеются разделительные перегородкиприменяемые для отвода газа в отверстие колпака над газовой шапкой.

Прогнозируетсячто при максимальной ХПК нагрузке выработка биогаза будет составлять 600 м3/час.  Указанный объем может немного изменяться в зависимости от метановой содержащей в биогазе.

Биогаз очищается в скруббере с помощью гидроксида натрияПолучаемая в результате сточная водасодержащая Na2SO4 и NaSO3направляется на аэробную очистку.

СБРОС ОЧИЩЕННЫХ СТОКОВ

Линейная система измерения ХПК работает по принципусуть которого в томчто быстро окисляемые вещества должны смешиваться с отобранным образцом для определения степени поглощения O2Линейные замеры ХПК производятся с использованием озона или  K2Cr2O7а также микроволнДиапазон измерений составляет 101500 мг/ла время производства замера колеблется от 3 до 15 минут.

АНАЭРОБНАЯ ОЧИСТКА

После резервуара кондиционирования (V103сточная вода подается на первую ступень биологической очистки – на “UASB” реакторыпредставленные резервуарами V – 104 A и Bв которых применена технология с использованием анаэробной гранулированной шламовой подушки.

Технология анаэробной гранулированной шламовой подушки относится к особого рода концепции построения реактора для «высокой степени» анаэробной очистки сточной водыПервоначальноданная концепция появилась с появлением UASBреакторов (реакторов с анаэробной иловой подушкой с восходящим потоком). С точки зрения состава оборудованияUASBреакторна первый взглядпредставляет собой резервуарчрезвычайно простой по своей конструкции.  Сточная вода распределяется в этом резервуаре через расположенные с определенным промежутком впускные отверстияСточная вода направляется вверх через анаэробную иловую подушкугде содержащиеся в ней микроорганизмы вступают в контакт с субстратами сточной водыИловая подушка состоит из микроорганизмовкоторые естественным образом образуют гранулы (катышкидиаметром от 0.5 до 2ммпричем они обладают высокой скоростью осаждения итаким образомсопротивляются вымыванию из системы даже при высоких гидравлических нагрузкахПроисходящий в результате процесс анаэробной деградациикак правилоспособствует образованию газа (т.е., биогазасодержащего CH4 и CO2).

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Сточная вода будет направляться на очистные сооружения через распределительную камерурасполагаемую на существующей сети канализацииВ аварийной ситуацииданная камера также позволит направлять стоки в обход очистных сооружений и сбрасывать предназначавшиеся для очистки  на сооружениях воды в городскую систему канализации.

После распределительной камеры сточная вода поступает на станцию подъема 101где она приобретет соответствующий напортребуемый для направления стоков на последующие стадии технологического процесса путем перекачки их погружными насосами.  Мокрая часть резервуара станции будет защищена эпоксидным или другим защитным покрытием.  Перекачиваемые стоки направляются затем в помещение фильтров B 101.

В помещении фильтров B 101сточная вода фильтруетсяпроходя через микросетчатые барабанные фильтры (ячейка a0,5 мм). Это необходимо для удаления твердых частикоторые могут  нанести вред технологическому оборудованиюПосле прохождения через фильтрсточная вода поступает на уравнительный резервуар 102В этом резервуаре происходит усреднение по загрязняющей нагрузке и по мощности потокаБлагодаря этомунеблагоприятное воздействие от колебания этих параметров исключаетсяКроме тогоэто также компенсирует кратковременные высокие загрязняющие нагрузкиРасчетный уровень очистки после блока фильтрования составит около 510по ХПК нагрузке и 515по нагрузкеобразуемой взвешенными веществами.

Отстойный резервуар

AT :      Общий требуемый воздухм3/час
Aa :      Воздух для аэрационного бассейнам3/час
Ai :      Воздух для впускного резервуарам3/час

Применяются 2 воздуходувки производительностью 4.800 м3/час каждая и общей производительностью 9.600 м3/час.
3.5.4    Система струйной аэрации

Для достижения эффективных результатовпроект технологического процесса с применением активированного ила должен обеспечивать окисление и смешиваниеПредложенный метод аэрации реализован в виде системы струйной аэрации.

Система струйной аэрации состоит из воздушной линии низкого давленияи коллекторной системы струйной аэрации с распределительными трубопроводамиВоздух закачивается в систему аэрации воздуходувками под низким давлениема сточная вода в бассейне рециркулируется и перекачивается в коллектор со струйной аэрацией с помощью рециркуляционных насосов.

В отстойном резервуаре бактериальные «хлопья», содержащиеся в активированном илеосаждаются с помощью скребкаа также благодаря стабильным гидравлическим условиям.

Аэрационный резервуар

L :        Нагрузка по очищаемому ХПКкг/сутки
Q :      Расчетная мощность потокам3/сутки
S0 :      концентрХПК на входемг/л
S :        концентрХПК на выходемг/л

Для надежностиконцентрация БПК на выход была принята равной 0,00.

Концентрация MLVSS (концентрация летучих ВВ в смешанной жидкостив аэрационном бассейне принимается равной 3,500 мг/лРасчетный параметр  по соотношению F/M принимается равным 0,04 в соотвс БПКСоотношение F/M  для ХПК принимается равным 0,15Расчеты основываются на соотношении F/M для удаления БПКНеобходимый объем аэрационного резервуара для очистки этого количества БПК рассчитывается так:

L :        Очищенная БПК нагрузкакг/сутки
V :        Объем аэрационного бассейнам3
X :        концентр.биомассыкг MLVSS/м3
F/M :    отношение питательных вв/к массе  микроорганизмовсутки1

Для надежности объем бассейна запроектирован равным 14.400 м3.

Сточная водапоступившая в аэрационный бассейндолжна подвергаться аэрации в течение 38 — 39 часовВремя удержания в аэрационном бассейне рассчитывается так:

где,

:        гидравлическое время удержаниясутки
V :        объем анаэробного резервуарам3
Q :      расчетный потокм3/сутки

Соотношение летучих ВВ равно:

Аэрация обеспечивается воздуходувкой и системой струйных форсунокПо ходу технологического процесса должно быть обеспечено наличиев среднем2 мг/л растворенного O2Объем кислорода может быть рассчитан так::

Теоретическая потребность в кислороде рассчитывается так: :

R(O2) : суточная потребность в кислородекг/сутки
a:        0.5 кгO2/кгБПК
E:        Эффективность (S0S)/S0
L:        БПК нагрузка на бассейн аэрации, , кгБПК5/сутки
kre:      Интенсивность дыханиякг O2/кгMLSS.сутки
M:        Концентр.биомассыкгMLSS/м3
V:        Объем аэрационного резервуарам3

А стандартная потребность в кислороде в полевых условиях рассчитывается так

R(O2) : суточная потребность в кислородекг/сутки
Csw :    растворимость O2 при 20oCмг/л
Csw :    растворимость O2 при полевой темп., мг/л (30oC)
C :      Minсодержание O2 в бассейнемг/л
:        Коэффдля чистой воды (0,9)
:        Коэффпередачи кислорода, (0,85)
Fa :      Поправочный коэффдля отметки
T :        Темп.сточной воды в бассейнеoC

по таблице растворимости O2 (авторы — Metcalf и Eddy).

Аэробная биологическая очистка

Фактический объем воздуха составляет 27,8 x 2 = 55,6 м3/часчто  объясняется диффузионной эффективностьюС учетом запаса прочностиобщая потребность в воздухе составляет 70 м3/час.

Ступень аэробной биологической очистки состоит из аноксического впускного резервуарадвух аэрационных бассейнов и одного отстойного резервуараАэрационные бассейны аэрируются с помощью системы аэрации через струйные форсункиДанная система поставляет кислородтребующийся для бактерийЭта система также обеспечивает необходимое смешивание в бассейне.

3.5.1    Микробиология и биохимия анаэробной очистки сточных вод

Система вторичной очистки с использованием активного ила представляет собой аэробный процесс с непрерывным потоком,  с  использованием илосодержащихактивныхкомплексных популяций аэробных микроорганизмовслужащих для расщепления органической составляющей в сточной водеАктивный ил – это флоккулированная масса микробовсостоящаяглавным образомиз бактерий и протозоаПроцесс включает в себя преобразование органических загрязнителей с помощью O2 и аэробных бактерий в CO2H2Oа также в материалопределяемый как отходы.

При очисткеаэробные и прочие факультативные бактерии используют часть органической составляющей для энергетической подпитки с целью синтетического преобразования оставшихся органических материалов в новые клеткиПри этом окислениюфактическиподвергается лишь часть органических отходовИх остатокчерез синтезпереходит в новый клеточный материалВ реакторебактериальная культура выполняет преобразование в общем соответствии с реакциямипоказанными ниже:

Окисление и синтез:
бактерии
COHNS + O2 + питающ.вва        CO2  +  NH3 +  C5H7NO2  + прочконечные продукты
(органические вва)                                                                      (новые бактериальные клетки)

Эндогенная респирация:

бактерии
C5H7NO2      +  5O2              5CO2    +  2H2O  +  NH3    +  энергия
(клетки)

В процессе с использованием активированного илавремя удержания жидкости в контакторе не является фундаментальным расчетным соображениемв особенности для промстоковПричина состоит в томчто как концентрация органического материала (БПК5), так и концентрация MLSS (взвешенные вва в смеси сточных вод с активированным иломмогут значительно варьироваться применительно к системе со сточной водой или активированным илом и имеют более выраженный эффект на результаты процессачем само время удержания жидкостиБазовыми проектными параметрами являются органическая прочность (БПК5сточной воды и концентрации  MLSS (взвешенные вва в смеси сточных вод с активированным илом).

Из этих двух параметров только MLSS может быть изменена в ходе рабочего процессаПроектирование реактора основывается на органической нагрузке или на соотношении F/M (отношение питательных вв/к массе  микроорганизмов), включая как БПК5так и концентрацию MLSS.

3.5.2    Впускная камера аэрационного резервуара

Впускная камера аэрационного резервуара (V106представляет собой бетонный резервуаркуда поступают стоки после анаэробной очисткипрежде чем попасть в аэрационные резервуарыРециркуляционная линия аэробного илаидущая от Отстойного резервуара (V112), также

СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ВОЗДУХОДУВКИ БИОГАЗА И ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

После того, как биогазовый бойлер будет готов, потребуется ручная настройка факельной системы PS-01. Такая настройка производится однократно. Совместная работа этих двух блоков будет происходить следующим образом:

Настройка рабочих параметров воздуходувки биогаза будет осуществляться с помощью  системы SCADA путем регулировки уставок PIC-01, расположенного на магистральном трубопроводе биогаза. Выбираются следующие уставки: (старт: 20 – 40 мбар; стоп 10 – 30 мбар). Таким образом, при работающей воздуходувке, давление в линии не превысит 40 мбар. При этом, однако, существуют два источника контроля, ограничивающие работу воздуходувки биогаза. Прежде всего, это — PIC-02, который останавливает воздуходувку, когда давление в линии, идущей на ПЗ оказывается выше 550 мбар.  И второе – если с бойлера не поступит разрешающий сигнал, запуск воздуходувки биогаза не произойдет. При возникновении одного из вышеуказанных условий, произойдет останов воздуходувки, и давление перед воздуходувкой начнет расти. Когда уровень этого давления достигнет минимального стартового уровня (45 мбар), установленного для PS-01, входящего в факельную систему, факельная установка запустится автоматически.

РЕЗЮМЕ:

Действия, предпринимаемые в нынешней ситуации:
В нынешней ситуации никаких особых действий предпринимать не нужно.

Действия, предпринимаемые после сдачи бойлера:

В факельной системе осуществить ручную установку PS-01 на 45 мбар.
Ручные клапаны перед и после воздуходувки биогаза C-104 открыть вручную.
Значения уставок для запуска воздуходувки биогаза установить с PLC — (старт: 20 – 40 мбар; стоп 10 – 30 мбар).
Режим эксплуатации для воздуходувки биогаза переводится с помощью системы SCADA в автоматический.
Местный выключатель воздуходувки биогаза переводится в положение «автоматический» /automatic/.

ПРИМЕЧАНИЕ:
В настоящий момент давление перед воздуходувкой биогаза низкое. Причина  состоит в том, что газ, по достижению давления 20 мбар (нынешнее значение уставки для PS-01),  поступает на сжигание на факельную установку.