Двухступенчатое сбраживание не имеет преимущества в степенп распада беззольного вещества по сравнению с одноступенчатыми метан-тенками равного объема, но позволяет примерно вдвое уменьшить объем осадка за счет удаления иловой воды. Двухступенчатое сбраживание обеспечивает более устойчивый процесс в условиях неравномерного притока сточных вод на станцию.

При двухступенчатой схеме для метантенков первой ступени принимается мезофильный режим сбраживания. Вторая ступень обычно проектируется в виде открытых необогреваемых резервуаров, поэтому применение двухступенчатой схемы целесообразно в районах со среднегодовой температурой воздуха не ниже 6° С. Доза загрузки метантенков второй ступени принимается 3-4%.

Метантенки такого типа построены в Лейпциге и Дрездене.

Двухступенчатые метантенки представляют собой земляные резервуары, облицованные обычно бетоном или камнем. Глубина резервуаров при небольших их размерах 3-5 м, при больших 5-12 м; крутизна откосов соответственно 1:1,5 или 1:2. Осадок подается рассредоточенно на половину глубины, а выпуск уплотненного осадка производится с нескольких уровней и со дна.

Схема открытого метантенка второй ступени представлена на рис. 4.59.

Газовая сеть и газгольдеры

Для транспортирования газа из метантенков прокладывают специальную газовую сеть. Вследствие того, что газ поступает из сооружения неравномерно, целесообразно на тупиковых концах сети устраивать аккумулирующие газгольдеры, которые выравнивают давление газа в сети.

Газовую сеть из стальных труб на сварке с усиленной и противокоррозионной изоляцией укладывают ниже глубины промерзания (но не менее 0,9 м) или утепляют (при прокладке по поверхности земли).

Газопроводы рассчитывают по формуле Левина:

h = 3,8~sl-lQ-, (4.116)

где h-потери напора в газопроводе на участке длины /, м; Q- расход газа, м/ч; d- диаметр трубопровода, см;

S- отношение плотности газа к плотности воздуха, равное: s= = р/1,293; здесь р -плотность газа, кг/м при 0°С и давлении 0,1 МПа (значения р колеблются от 0,94 до 1,17 кг/м). Газ метантенков по плотности близко подходит к смеси московского городского и саратовского газа, что позволяет пользоваться при расчетах всеми исходными данными для этого газа, вводя поправочный коэффициент Кт на температуру:

/Cj. =(1 +0,00366Г)-;

при Г = 10° С этот коэффициент составляет 1,072.

Для приема газа из метантенков используют мокрые газгольдеры, каждый из них состоит из резервуара, заполненного водой, и колокола, перемещающегося на роликах по направляющим. Вес колокола уравновешивается противодавлением газа. Благодаря этому при изменении объема газа под колоколом давление в газгольдере и газовой сети остается постоянным.

Мокрые газгольдеры сооружаются по типовым проектам, разработанным в конструктивной части институтом Проектстальконструкция, а в остальных частях - Научно-исследовательским проектным институтом газовой промышленности.

Вместимость газгольдеров назначается в соответствии с графиком выхода и потребления газа. При отсутствии графика принимается емкость, равная 3-часовому притоку газа.

Газ, получаемый в метантенках в результате процесса сбраживания осадка, используется на энергетические нужды канализационных станций: 1) непосредственно в качестве горючего в котлах с газовыми горелками, для обогрева метантенков и отопления зданий очистных станций и поселков при них; этот способ использования газа является самым распространенным; 2) в газовых двигателях, приводящих в движение генератор, насосы и воздуходувки; при этом расход газа на 735,5 Вт мощности двигателя составляет для дизелей 0,3-0,6 м, для карбюраторных, бензиновых или керосиновых двигателей 0,45-0,65 м; 3) в качестве горючего для автомашин и бытового газоснабжения районов путем заполнения баллонов из газонаполнительной станции.

Метантенки и газгольдеры - сооружения взрывоопасные, поэтому их следует располагать на расстоянии не менее 40 м от основных сооружений станции, автомобильных и железных дорог и высоковольтных линий. На огражденной территории метантенков курить и разводить открытый огонь запрещается. Во всех помещениях пусковые и токоведу-щие устройства должны монтироваться во взрывобезопасном исполнении. Для проверки наличия газов необходимо пользоваться взрывобезо-пасной шахтерской лампой. Во избежание искрообразования в камерам нужно работать инструментом из цветного металла. Перед спуском в камеру необходимо ее проветрить в течение 10-15 мин ручным вентилятором или компрессором Замерзшие участки газопроводов следует ооогревать паром, горячим песком или горячей водой.

§ 101. АЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ

Объем избыточного активного ила, образующегося на станциях, как правило, в 1,5-2,5 раза превышает объем сырого осадка. Высокая влажность и большое содержание белков в иле обусловливают низкий выход газа при его анаэробном сбраживании. С экономической точки зрения значительно выгодней сбраживать в метантенках один сырой осадок, поэтому 3 последнее время все чаще прибегают к аэробной стабилизации активного ила.

Особенно перспективно применение аэробной стабилизации на станциях с небольшим расходом сточных вод при невысокой концентрации взвешенных веществ в воде. В этом случае значительно упрощается схема станции, так как из нее исключают первичные отстойники. Единственным осадком, образующимся на станции, является избыточный активный ил, минерализацию которого осуществляют в аэробных условиях в минерализаторах (табл. 4.35).

Для более крупных станций возможно применение схемы, в которой избыточный активный ил подвергается аэробной стабилизации, а осадок сбраживается в метантенках. Сочетание двух вариантов обработки осадков приводит к значительному сокращению объема метантенков и позволяет полностью обеспечить их теплом за счет сжигания образующегося газа.

При соответствующем технико-экономическом обосновании аэробная стабилизация может быть применена и для обработки смеси активного ила и осадка.

Аэробная стабилизация осадков осуществляется в обычных аэротенках или в аэротенках, совмещенных с отстойниками. Процесс стабилиза-

Таблица 4 35

Расчетные параметры минерализатора в зависимости от пропускной способности станции аэрации

Пропускная способность очистной станции, тыс. мсутки

Примечание Над чертой приведен расчет для станций с радиальными отстойниками, под чертой - с горизонтальными

щш активного ила длится 7-10 суток. Для стабилизации смеси осадка и ила требуется 10-12 суток. Низкая скорость процесса требует большего расхода воздуха, составляющего по данным АКХ 150-240 м на 1 м активного ила и 240-430 м на 1 м смеси осадка и ила, поэтому при обработке больших расходов сточных вод аэробная стабилизация осадков не применяется.

Аэробная стабилизация обеспечивает гибель бактерий СоИ более чем па 95%, но яйца гельминтов при этом не погибают. Поэтому аэробно стабилизированные осадки необходимо обеззараживать.

К числу несомненных достоинств аэробной стабилизации относятся возможность применения более простых по конструкции сооружений, чем метантенки, взрывобезопасность, отсутствие запахов. Осадок, стабилизированный в аэробных условиях, гораздо легче обезвоживается, чем анаэробно сброженный.

§ 102, ИЛОВЫЕ ПЛОЩАДКИ

Наиболее простым и распространенным способом обезвоживания осадков является сушка их на иловых площадках с естественным основанием (с дренажем или без дренажа), с поверхностным отводом воды и на площадках-уплотнителях.

Первые представляют собой спланированные участки земли (карты), окруженные со всех сторон земляными валиками (рис. 4.60). Сырой осадок из отстойников или сброженный из метантенков, двухъярусных отстойников либо других сооружений, имеющий влажность от 90% (из двухъярусных отстойников) до 99,5% (несброжепный активный ил), периодически наливается небольшим слоем на участки и подсушивается до влажности 75-80%.

Влага из осадка частично просачивается в грунт, но большая часть ее удаляется за счет испарения. Объем осадка при этом уменьшается. Подсушенный осадок получает структуру влажной земли. Его можно брать на лопату и нагружать в вагонетки и самосвалы для транспортирования к месту использования.

Иловые площадки на естественном основании без дренажа применяют в тех случаях, когда почва обладает хорошей фильтрующей способностью (песок, супесь, легкий суглинок), уровень грунтовых вод находится на глубине не менее 1,5 м от поверхности карты, и просачиваю-